DE102015107476A1

DE102015107476A1 - Heat exchanger elements, in particular for flue gas purification systems of power plants

Info

Publication number: DE102015107476A1
Application number: DE102015107476.1A
Authority: DE
Inventors: Katja Widmann
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-17
Also published as: US20180066903A1; CN107592906A; EP3295107A1; WO2016180867A1; US10443961B2

Abstract

Bei einem Wärmetauscherelement zur Bestückung von Wärmetauschern von Rauchgasreinigungsanlagen von Kraftwerken wird vorgeschlagen, dass das Wärmetauscherelement mit einem blockförmigen Wabenkörper mit vier Außenseiten und zwei im Wesentlichen parallelen Stirnseiten und mit einem Dichtrand ausgebildet wird. Der Wabenkörper ist aus einem Kunststoffmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneter Strömungskanäle, die über Kanalwände voneinander getrennt sind, gefertigt. Die Strömungskanäle erstrecken sich von der einen zur anderen Stirnseite, und der Dichtrand ist im Bereich einer der Stirnseiten und im Wesentlichen parallel zu dieser Stirnseite angeordnet und erstreckt sich am Umfang des Wabenkörpers von diesem weg.In a heat exchanger element for equipping heat exchangers of flue gas purification systems of power plants, it is proposed that the heat exchanger element is formed with a block-shaped honeycomb body with four outer sides and two substantially parallel end faces and with a sealing edge. The honeycomb body is made of a plastic material having a multiplicity of flow channels arranged parallel to one another and separated from one another via channel walls. The flow channels extend from one to the other end face, and the sealing edge is arranged in the region of one of the end sides and substantially parallel to this end face and extends at the periphery of the honeycomb body away from the latter.

Description

Die Erfindung betrifft Wärmetauscherelemente, insbesondere für die Bestückung von Wärmetauschern für Rauchgasreinigungsanlagen von Kraftwerken, die häufig mit einem Rotor ausgerüstet sind, der eine Vielzahl von Kammern zur Aufnahme einzelner Wärmetauscherelemente aufweist. Die Wärmetauscher in rotierender Ausführung sind häufig vom so genannten Ljungström-Typ. Bei Wärmetauschern mit stationärer Wärmespeichermasse (Stator) kommt häufig die Ausführung nach dem so genannten Rotemühle-Prinzip zum Einsatz. Auch hier sind die Wärmetauscherelemente einzeln in Kammern eingesetzt. The invention relates to heat exchanger elements, in particular for the assembly of heat exchangers for flue gas purification systems of power plants, which are often equipped with a rotor having a plurality of chambers for receiving individual heat exchanger elements. The heat exchangers in rotating design are often of the so-called Ljungström type. In heat exchangers with stationary heat storage mass (stator), the design according to the so-called Rotemühle principle is frequently used. Again, the heat exchanger elements are used individually in chambers.

Die Wärmetauscherelemente weisen einen Wabenkörper aus einem Kunststoffmaterial auf, der vorzugsweise an die Geometrie der Kammern angepasst ist. Der Wabenkörper weist eine Vielzahl an parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen auf, die über Kanalwände voneinander getrennt sind und sich von einer Stirnseite des Wabenkörpers zu der gegenüberliegenden Stirnseite erstrecken. The heat exchanger elements have a honeycomb body of a plastic material, which is preferably adapted to the geometry of the chambers. The honeycomb body has a multiplicity of flow channels arranged parallel to one another, which are separated from one another via channel walls and extend from one end face of the honeycomb body to the opposite end face.

Wärmetauscherelemente der eingangs genannten Art für den Einsatz in Rauchgasreinigungsanlagen von Kraftwerken sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 195 12 351 C1 bekannt. Die dort offenbarten Wärmetauscherelemente werden aus einem Polytetrafluorethylen-Regenerat allein oder in Abmischung mit einem anderen Kunststoff hergestellt und beinhalten gegebenenfalls Füllstoffe. Heat exchanger elements of the type mentioned for use in flue gas cleaning systems of power plants are, for example, from the German patent DE 195 12 351 C1 known. The disclosed there heat exchanger elements are made of a polytetrafluoroethylene regenerate alone or in admixture with another plastic and optionally contain fillers.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente sind insbesondere für den Einsatz in so genannten Ljungström-Wärmetauschern und Wärmetauschern nach dem Rotemühle-Prinzip vorgesehen. Bei deren Einsatz in Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) werden Rein- und Rohgasströme räumlich getrennt gegenläufig durch den Wärmetauscher/Rotor geleitet, der mit den Wärmetauscherelementen bestückt ist. In dem Bereich, in dem Roh- oder Rauchgas durch den Wärmetauscher (Rotor/Stator) strömt, werden die Wärmetauscherelemente aufgeheizt, das Roh- oder Rauchgas kühlt dabei ab. In dem Bereich, in dem Reingas in umgekehrter Strömungsrichtung durch den Wärmetauscher (Rotor/Stator) strömt, geben die Wärmetauscherelemente Energie an das Reingas ab, dessen Temperatur dabei ansteigt, die Wärmetauscherelemente kühlen dabei wieder ab. The heat exchanger elements according to the invention are provided in particular for use in so-called Ljungström heat exchangers and heat exchangers according to the Rotemühle principle. When used in flue gas desulphurisation plants (REA), pure and raw gas flows are directed in opposite directions through the heat exchanger / rotor, which is equipped with the heat exchanger elements. In the area in which raw or flue gas flows through the heat exchanger (rotor / stator), the heat exchanger elements are heated, the raw or flue gas cools down. In the area in which clean gas flows through the heat exchanger (rotor / stator) in the reverse flow direction, the heat exchanger elements release energy to the clean gas, the temperature of which rises while the heat exchanger elements cool down again.

Bei der Abkühlung der Roh- oder Rauchgase können diese eine Temperatur unter dem sogenannten Taupunkt (T_D) erreichen, unter dem der in dem Roh- oder Rauchgas enthaltene Wasserdampf kondensiert und sich zusammen mit Anteilen an SO₃, HF und HCl auf den Oberflächen der Wärmetauscherelemente als hochkorrosive Mischung niederschlägt. Die Lage innerhalb eines Wärmetauschers, aus der die abgekühlten Roh- oder Rauchgase austreten, in der gegebenenfalls der Taupunkt T_D unterschritten werden kann, bezeichnet man als Kaltendlage. Die Kaltendlage kann je nach Zufuhr des Rauchgases von der Oberseite oder Bodenseite des Rotors im unteren Bereich des Rotors (untere Kaltendlage) bzw. im oberen Bereich des Rotors (obere Kaltendlage) gegeben sein. During the cooling of the raw or flue gases, these can reach a temperature below the so-called dew point (T _D ), under which the water vapor contained in the raw or flue gas condenses and, together with proportions of SO ₃ , HF and HCl on the surfaces of Heat exchanger elements precipitated as a highly corrosive mixture. The position within a heat exchanger, from which the cooled raw or flue gases escape, in which optionally the dew point T _D can be reached, is called the cold end position. Depending on the supply of the flue gas, the cold end layer can be provided from the top or bottom side of the rotor in the lower region of the rotor (lower cold end layer) or in the upper region of the rotor (upper cold end layer).

Von den in diesen Bereichen des Wärmetauschers eingesetzten Wärmetauscherelementen wird deshalb neben der Temperaturbeständigkeit auch eine sehr hohe Korrosionsfestigkeit gefordert. Da die hochkorrosiven Niederschläge, typischerweise mit Ascherückständen vermischt, regelmäßig von den Wärmetauscherelementen entfernt werden müssen, ist eine einfache Handhabung und effiziente Möglichkeit zur Abreinigung der Wärmetauscherelemente ebenfalls von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Dies gelingt mit den aus Kunststoff gefertigten Wärmetauscherelementen zufriedenstellend. Of the heat exchanger elements used in these areas of the heat exchanger therefore, in addition to the temperature resistance and a very high corrosion resistance is required. Since the highly corrosive precipitates, typically mixed with ash residues, must be removed periodically from the heat exchanger elements, ease of use and efficient way to clean the heat exchanger elements is also of great economic importance. This is achieved satisfactorily with the plastic heat exchanger elements.

Als problematisch erweist sich jedoch bei langen Betriebszeiten, dass der typischerweise aus hoch korrosionsfestem Stahl gefertigte Wärmetauscher/Rotor in den Kaltendlagen, die mit den Wärmetauscherelementen bestückt sind, bei den gegebenen Bedingungen mit den korrosiven Niederschlägen lange in Kontakt bleibt und bei den wechselnden Temperaturbedingungen zur Korrosion neigt, was während der langen Lebensdauer der Wärmetauscher regelmäßig den Austausch von Wärmetauscherteilen, insbesondere der Kammerwände, erfordert. Schon allein der dabei notwendige Stillstand der Wärmetauscher verursacht erhebliche wirtschaftliche Kosten, dazu kommen noch die Kosten für die eigentliche Reparatur des Wärmetauschers. However, it proves to be a problem during long periods of operation that the heat exchanger / rotor, which is typically made of highly corrosion-resistant steel, remains in contact for a long time with the corrosive precipitates in the cold end layers which are equipped with the heat exchanger elements, and in the event of changing temperature conditions for corrosion tends, which during the long life of the heat exchanger regularly requires the replacement of heat exchanger parts, in particular the chamber walls. Alone the necessary shutdown of the heat exchanger causes considerable economic costs, in addition to the cost of the actual repair of the heat exchanger.

Im Stand der Technik wurde schon versucht, diesem Problem mit einer Emaille- Beschichtung der Wärmetauscherteile entgegenzuwirken. Dies hat sich jedoch in einer Vielzahl von Fällen als nicht ausreichend erwiesen. The prior art has already tried to counteract this problem with an enamel coating of the heat exchanger parts. However, this has proved to be insufficient in a large number of cases.

In der WO 2013/127594 A1 wurden Wärmetauscher-Rotoren vorgeschlagen, bei denen auf Kohle- und Graphitwerkstoffe zurückgegriffen wurde. Diese Lösung ist jedoch vergleichsweise teuer. In the WO 2013/127594 A1 were proposed heat exchanger rotors, which was used on carbon and graphite materials. However, this solution is relatively expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wärmetauscherelement vorzuschlagen, mit dem sich zumindest die Korrosionsneigung der Wärmetauscher (Rotoren/Statoren) und insbesondere von deren Kammerwänden vermindern und damit die Intervalle zwischen den einzelnen Reparaturen und gegebenenfalls sogar die Lebensdauer der Wärmetauscher (Rotoren/Statoren) insgesamt verlängern lassen, so dass diese im Betrieb erheblich wirtschaftlicher sind. The object of the invention is to propose a heat exchanger element with which at least reduce the tendency of the heat exchanger (rotors / stators) and their chamber walls and thus the intervals between the individual repairs and possibly even the life of the heat exchanger (rotors / stators) total can be extended so that they are considerably more economical in operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wärmetauscherelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a heat exchanger element with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente sind mit einem Dichtrand ausgerüstet, welcher im Bereich einer Stirnseite des Wabenkörpers und im Wesentlichen parallel hierzu angeordnet ist. Der Dichtrand erstreckt sich rings um den Wabenkörper entlang von dessen Außenseiten. The heat exchanger elements according to the invention are equipped with a sealing edge, which is arranged in the region of an end face of the honeycomb body and substantially parallel thereto. The sealing edge extends around the honeycomb body along the outside thereof.

Der Abstand zwischen den Wänden einer Wärmetauscher(Rotor/Stator)kammer und dem erfindungsgemäßen Wärmetauscherelement bzw. dessen Wabenblock lässt sich so im Bereich mindestens einer der Stirnseiten minimieren bzw. vollständig eliminieren. The distance between the walls of a heat exchanger (rotor / stator) chamber and the heat exchanger element according to the invention or its honeycomb block can be minimized or completely eliminated in the region of at least one of the end faces.

Aufgrund bereits eines einzigen Dichtrandes ist es überraschenderweise möglich, den Strömungsverlauf des Rohgases durch den Wärmetauscher auf die Bereiche der Wärmetauscherelemente so zu konzentrieren, dass die Wände der Kammern der Wärmetauscher, in denen die Wärmetauscherelemente platziert sind, weitgehend von den korrosiv wirkenden Komponenten des Rohgases abgeschirmt sind und deren Niederschlag dort in großem Umfang reduziert, wenn nicht gar im Wesentlichen vermieden wird. Because of a single sealing edge, it is surprisingly possible to concentrate the flow path of the raw gas through the heat exchanger to the areas of the heat exchanger elements so that the walls of the chambers of the heat exchanger in which the heat exchanger elements are placed, largely shielded from the corrosive components of the raw gas and their precipitation there is largely reduced, if not substantially avoided.

Die Wärmetauscherelemente der vorliegenden Erfindung bieten nicht nur einen hervorragenden Korrosionsschutz, sondern weisen auch sehr gute Wärmetransporteigenschaften auf. The heat exchanger elements of the present invention not only provide excellent corrosion protection, but also have very good heat transfer properties.

Überraschenderweise hat sich ferner herausgestellt, dass ein dichtendes Anliegen des Dichtrandes an den Oberflächen der Wärmetauscherkammern nicht erforderlich ist, um schon in großem Umfang die Korrosionsneigung zurückzudrängen. Der Dichtrand kann beispielsweise so dimensioniert werden, dass vom Dichtrand zur Kammerwand ein gewisses Spiel von ca. 5 mm oder weniger, bevorzugt ca. 2 mm oder weniger, verbleibt. Der Wabenblock kann zur Wärmetauscherwand einen erheblich größeren Abstand einhalten, beispielsweise ca. 10 mm. Surprisingly, it has also been found that a sealing concern of the sealing edge on the surfaces of the heat exchanger chambers is not required in order to suppress the tendency to corrosion on a large scale. The sealing edge can for example be dimensioned so that from the sealing edge to the chamber wall a certain clearance of about 5 mm or less, preferably about 2 mm or less, remains. The honeycomb block can comply with the heat exchanger wall a significantly greater distance, for example, about 10 mm.

Im Folgenden wird häufig auf den Rotor als Wärmetauscher Bezug genommen, jedoch gelten diese Ausführungen generell auch für Wärmetauscher mit stationärer, nicht rotierender Wärmespeichermasse, auch Stator genannt, mit Kammern zur Aufnahme von Wärmetauscherelementen, auch wenn darauf im Einzelfall nicht hingewiesen wird. In the following, reference is often made to the rotor as a heat exchanger, however, these statements generally also apply to heat exchangers with stationary, non-rotating heat storage mass, also called stator, with chambers for receiving heat exchanger elements, even if it is not indicated in individual cases.

Der Dichtrand der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente wird benachbart zu der Stirnseite des Wärmetauscherelements angeordnet, die der Oberseite des Rotors/Stators (obere Kaltendlage) oder der Bodenseite des Rotors/Stator (untere Kaltendlage) benachbart ist. Erfindungsgemäß können Dichtränder auch an beiden Stirnseiten des Wärmetauscherelements vorgesehen werden. The sealing edge of the heat exchanger elements according to the invention is arranged adjacent to the end face of the heat exchanger element which is adjacent to the upper side of the rotor / stator (upper cold end position) or the bottom side of the rotor / stator (lower cold end position). According to the invention, sealing edges can also be provided on both end faces of the heat exchanger element.

Überraschenderweise hat sich darüber hinaus herausgestellt, dass eine Anordnung eines einzigen Dichtrandes auf der jeweiligen Abstromseite des Wärmetauscherelements seine Aufgabe bestens erfüllt. Surprisingly, it has also been found that an arrangement of a single sealing edge on the respective downstream side of the heat exchanger element performs its task perfectly.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements wird der Dichtrand einstückig mit dem Wabenkörper ausgebildet. According to a variant of the heat exchanger element according to the invention, the sealing edge is formed integrally with the honeycomb body.

Gemäß einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements wird der Dichtrand als separates Bauteil ausgebildet, welches gegebenenfalls mit dem Wabenkörper form-, kraft- oder stoffschlüssig verbunden wird. Des Weiteren lässt sich der Dichtrand an dem Wabenkörper über Befestigungselemente halten. According to an alternative variant of the heat exchanger element according to the invention, the sealing edge is formed as a separate component which is optionally connected to the honeycomb body in a positive, non-positive or cohesive manner. Furthermore, the sealing edge can be held on the honeycomb body via fastening elements.

Das erfindungsgemäße Wärmetauscherelement kann einen Dichtrand aufweisen, welcher eine offene Wabenstruktur umfasst, wobei dann der Dichtrand bevorzugt einstückig mit dem Wabenkörper gefertigt ist. Vorzugsweise wird die Wabenstruktur zumindest partiell mit einem Flächenmaterial, insbesondere einer Folie, im Wesentlichen gasundurchlässig abgedeckt. Alternativ könnte die offene Wabenstruktur durch Verpressen oder durch Verfüllen geschlossen werden. The heat exchanger element according to the invention may have a sealing edge, which comprises an open honeycomb structure, wherein then the sealing edge is preferably made in one piece with the honeycomb body. Preferably, the honeycomb structure is covered at least partially with a sheet material, in particular a film, substantially gas-impermeable. Alternatively, the open honeycomb structure could be closed by crimping or backfilling.

Das erfindungsgemäße Wärmetauscherelement kann auch einen Dichtrand mit einer kompakten, im Wesentlichen gasundurchlässigen Struktur aufweisen. The heat exchanger element according to the invention can also have a sealing edge with a compact, substantially gas-impermeable structure.

Der Dichtrand der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente wird bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, welches insbesondere ausgewählt ist aus dem Kunststoffmaterial des Wabenkörpers und Perfluoralkoxypolymermaterial (PFA). The sealing edge of the heat exchanger elements according to the invention is preferably made of a plastic material, which is in particular selected from the plastic material of the honeycomb body and Perfluoralkoxypolymermaterial (PFA).

Werden die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente in dem Wärmetauscher (Rotor) in der so genannten oberen Kaltendlage eingebaut, wird der Dichtrand bevorzugt so dimensioniert, dass er auf zumindest zwei einander gegenüberliegenden, radial verlaufenden Seitenwänden einer Wärmetauscherkammer aufliegt. Damit kann erreicht werden, dass auch die Stirnseiten dieser Seitenwände geschützt sind. If the heat exchanger elements according to the invention installed in the heat exchanger (rotor) in the so-called upper cold end, the sealing edge is preferably dimensioned so that it rests on at least two opposite, radially extending side walls of a heat exchanger chamber. This can be achieved that the front sides of these side walls are protected.

Bevorzugt wird der Dichtrand an zwei gegenüber liegenden Seiten des Wabenkörpers so dimensioniert, dass der Dichtrand an einen Dichtrand eines sich in Umfangsrichtung des Rotors anschließenden Wärmetauscherelements direkt angrenzt, weiter bevorzugt mit diesem überlappt. The sealing edge is preferably dimensioned on two opposite sides of the honeycomb body in such a way that the sealing edge directly adjoins a sealing edge of a heat exchanger element adjoining in the circumferential direction of the rotor, more preferably overlaps it.

Im letzteren Fall wird der Dichtrand der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente bevorzugt im Bereich einer ersten Außenseite des Wabenkörpers mit einem parallel zur Außenseite verlaufenden Rücksprung auf seiner Oberseite und im Bereich einer der ersten Außenseite gegenüber liegenden zweiten Außenseite mit einem komplementären Rücksprung auf seiner Unterseite ausgebildet, der sich parallel zur zweiten Außenseite des Wabenkörpers erstreckt. In the latter case, the sealing edge of the heat exchanger elements according to the invention is preferably formed in the region of a first outer side of the honeycomb body with a parallel to the outside recess on its upper side and in the region of the first outer side opposite the second outer side with a complementary recess on its underside, which is parallel extends to the second outer side of the honeycomb body.

Zusätzlich können im Bereich der Rücksprünge der Ober- und Unterseiten des Dichtrandes Formschlusselemente ausgebildet werden, welche eine in Umfangsrichtung des Rotors gesicherte Positionierung der Wärmetauscherelemente im Rotor ermöglichen. In addition, in the region of the recesses of the upper and lower sides of the sealing edge, interlocking elements can be formed, which enable a secured in the circumferential direction of the rotor positioning of the heat exchanger elements in the rotor.

Im Fall der Wärmetauscherelemente mit an zwei gegenüber liegenden Außenseiten komplementär ausgebildeter Geometrie stabilisieren sich die Wärmetauscherelemente in ihrer im Wärmetauscher gegebenen Einbauposition gegenseitig, so dass in einer bevorzugten Ausführungsform des Wärmetauschers auf eine Vielzahl von Trennwänden, die sonst jeweils einzelne Aufnahmekammern für die Wärmeelemente bilden, in der Kaltendlage verzichtet werden kann. Dies gilt insbesondere beim Einbau der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente in einer oberen Kaltendlage. In the case of the heat exchanger elements with geometry formed complementary on two opposite outer sides, the heat exchanger elements mutually stabilize in their installed position in the heat exchanger, so that in a preferred embodiment of the heat exchanger on a plurality of partitions, which otherwise each form individual receiving chambers for the heat elements in the cold end can be dispensed with. This applies in particular to the installation of the heat exchanger elements according to the invention in an upper cold end position.

Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Verminderung des Korrosionsrisikos, sondern ergibt zusätzlich auch noch eine Gewichtsreduzierung seitens des Wärmetauschers sowie eine Materialersparnis bei dessen Herstellung. This not only leads to a significant reduction in the risk of corrosion, but also results in a weight reduction on the part of the heat exchanger and a material savings in its production.

Der Dichtrand kann erfindungsgemäß als Träger für den Wabenkörper ausgebildet werden. The sealing edge can be inventively formed as a carrier for the honeycomb body.

Hierzu reicht es aus, wenn der Dichtrand als Träger des Wabenkörpers an zwei gegenüber liegenden Außenseiten des Wabenkörpers mit Auflageflächen ausgebildet ist, die der Abstützung an oder auf einer Wandung, beispielsweise der Wandung einer Aufnahmekammer, des Rotors/Stators des Wärmetauschers dienen. For this purpose, it is sufficient if the sealing edge is designed as a carrier of the honeycomb body on two opposite outer sides of the honeycomb body with bearing surfaces which serve the support on or on a wall, for example, the wall of a receiving chamber, the rotor / stator of the heat exchanger.

Bevorzugt werden die Auflageflächen an solchen Außenseiten des Wabenblocks positioniert, welche sich im Wesentlichen parallel zur Radialrichtung des Wärmetauschers erstrecken. Preferably, the bearing surfaces are positioned on such outer sides of the honeycomb block, which extend substantially parallel to the radial direction of the heat exchanger.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente können auch mit einer Halterung ausgerüstet sein, in welcher der Wabenkörper aufgenommen ist. Die Halterung kann dabei so dimensioniert werden, dass gegebenenfalls weitere Wärmetauscherelemente mit aufgenommen werden können. The heat exchanger elements according to the invention can also be equipped with a holder in which the honeycomb body is received. The holder can be dimensioned so that optionally further heat exchanger elements can be included.

Bei der Auswahl des Kunststoffmaterials ist es bevorzugt, dass dieses einen Kunststoff umfasst, der virginales Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einem Anteil von ca. 80 Gew.-% oder mehr und gegebenenfalls ein von dem PTFE verschiedenes Hochleistungspolymer mit einem Anteil von ca. 20 Gew.-% oder weniger enthält. Hier gelingt es überraschenderweise, Wabenkörper nicht nur unter deutlich weniger anspruchsvollen Herstellungsbedingungen herzustellen als die in der DE 195 12 351 C1 beschriebenen Wabenköper, sondern die Wabenkörper der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente weisen darüber hinaus auch mechanische Festigkeitswerte, insbesondere für die Reißfestigkeit und die Reißdehnung, auf, die erheblich über denen herkömmlich gefertigter Wabenkörpern liegen. In the selection of the plastic material, it is preferred that this comprises a plastic, the virginal polytetrafluoroethylene (PTFE) in a proportion of about 80 wt .-% or more and optionally a non-PTFE high-performance polymer in a proportion of about 20 wt .-% or less. Surprisingly, it is possible to produce honeycomb bodies not only under much less demanding production conditions than in the DE 195 12 351 C1 In addition, the honeycomb bodies of the heat exchanger elements according to the invention also have mechanical strength values, in particular for the tear strength and elongation at break, which are considerably higher than those of conventionally manufactured honeycomb bodies.

Vorzugsweise kommt als Kunststoff ein virginales PTFE mit einer Schmelzenthalpie von ca. 40 J/g oder mehr zum Einsatz. Preferably, a virgin PTFE having a melting enthalpy of about 40 J / g or more is used as the plastic.

Die Dichte von bevorzugten PTFE-Materialien beträgt ca. 2,1 g/cm³ oder mehr. The density of preferred PTFE materials is about 2.1 g / cm ³ or more.

Das erfindungsgemäß einzusetzende virginale PTFE kann einen Co-Monomeranteil von ca. 1 Gew.-% oder weniger, bevorzugt ca. 0,1 Gew.-% oder weniger, aufweisen. Virginale PTFE-Materialien mit einem solchen Co-Monomeranteil sind typischerweise ohne Zusatz von Fremdmaterial (z.B. PFA) schweißbar. Typische Co-Monomere sind Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinylether, Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol) und Chlortrifluorethylen. The virgin PTFE to be used in the present invention may have a co-monomer content of about 1 wt% or less, preferably about 0.1 wt% or less. Virgin PTFE materials having such a co-monomer content are typically weldable without the addition of foreign material (e.g., PFA). Typical co-monomers are hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) and chlorotrifluoroethylene.

Erfindungsgemäß wird bevorzugt das virginale PTFE und gegebenenfalls das von dem PTFE verschiedene Hochleistungspolymer mit einer mittleren Primärpartikelgröße D₅₀ von ca. 10 µm bis ca. 200 µm, bevorzugt ca. 10 µm bis ca. 100 µm, eingesetzt. Mit diesen Partikelgrößen lassen sich bei der Herstellung der Wabenblöcke insbesondere

– gute Oberflächeneigenschaften, insbesondere geringe Rautiefen und eine leichte Abreinigbarkeit,
– homogene Verteilungen der optional mitzuverarbeitenden Füllstoffe,
– gute mechanische Eigenschaften, insbesondere hohe Reißfestigkeit und Reißdehnung, und
– selbst bei der Anwendung von niedrigen bis mittleren Pressdrücken gute mechanische Eigenschaften

erzielen. According to the invention, the virgin PTFE and optionally the high-performance polymer other than the PTFE having an average primary particle size D ₅₀ of about 10 μm to about 200 μm, preferably about 10 μm to about 100 μm, are preferably used. With these particle sizes can be in the production of honeycomb blocks in particular

Good surface properties, in particular small roughness depths and easy cleanability,
Homogeneous distributions of the optionally co-processed fillers,
Good mechanical properties, in particular high tear strength and elongation at break, and
- good mechanical properties even when using low to medium pressing pressures

achieve.

Gesintertes PTFE, und hierzu ist auch PTFE-Regenerat zu zählen, lässt sich aufgrund der geringeren Kristallinität gegenüber virginalen PTFE lediglich mit Partikelgrößen von ca. 400 µm oder größer erhalten. Sintered PTFE, and this includes PTFE Regenerat to count, can be obtained due to the lower crystallinity compared to virginal PTFE only with particle sizes of about 400 microns or larger.

Vorstehend wird auf die Primärpartikelgröße Bezug genommen, da auch Partikelagglomerate von virginalem PTFE mit erheblich größeren Teilchengrößen verarbeitbar sind, vorausgesetzt die Partikelagglomerate zerfallen bei den Verarbeitungsbedingungen in ihre Primärpartikel. Beispielsweise lassen sich Partikelagglomerate mit Partikelgrößen von 100 µm bis 3000 µm einsetzen, wenn diese bei ca. 150 bar oder weniger in die Primärpartikel zerfallen. The primary particle size is referred to above since particle agglomerates of virgin PTFE with significantly larger particle sizes can also be processed, provided that the particle agglomerates break down into their primary particles under the processing conditions. For example, particle agglomerates having particle sizes of from 100 μm to 3000 μm can be used if they break down into the primary particles at about 150 bar or less.

Geeignete Füllstoffe beinhalten sowohl nichtmetallische als auch metallische Füllstoffe, die auch in einer Mischung eingesetzt werden können. Als Füllstoffe kommen nicht nur partikuläre Füllstoffe, sondern auch faserförmige Füllstoffe in Frage. Mit den Füllstoffen lassen sich insbesondere sowohl die Wärmeleitfähigkeit als auch die Wärmekapazität der erfindungsgemäß zu verwendenden Kunststoffma- terialien und gegebenenfalls auch die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente optimieren. Suitable fillers include both non-metallic and metallic fillers, which can also be used in a mixture. Not only particulate fillers but also fibrous fillers come into question as fillers. In particular, both the thermal conductivity and the heat capacity of the plastic materials to be used according to the invention and optionally also the mechanical properties of the heat exchanger elements according to the invention can be optimized with the fillers.

Bevorzugt enthält das Kunststoffmaterial einen nichtmetallischen Füllstoff und/ oder einen metallischen Füllstoff, wobei die mittlere Partikelgröße D₅₀ des jeweiligen Füllstoffes vorzugsweise ca. 100 µm oder weniger beträgt. Preferably, the plastic material contains a non-metallic filler and / or a metallic filler, wherein the average particle size D _{50 of} the respective filler is preferably about 100 microns or less.

Im Hinblick auf die bevorzugte Auswahl der Primärpartikelgröße der erfindungsgemäß zu verwendenden Kunststoffe wird die Partikelgröße der Füllstoffe im Hinblick auf die anzustrebende gleichmäßige Verteilung im Kunststoffmaterial ca. 2 µm bis ca. 300 µm, bevorzugt ca. 2 µm bis ca. 150 µm, betragen. With regard to the preferred selection of the primary particle size of the plastics to be used according to the invention, the particle size of the fillers will be about 2 μm to about 300 μm, preferably about 2 μm to about 150 μm, with regard to the desired uniform distribution in the plastic material.

Das Verhältnis der mittleren Partikelgröße D₅₀ der Primärpartikel des Kunststoffs oder der Kunststoffe zu der mittleren Partikelgröße D₅₀ der Füllstoffe liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 1:2 bis ca. 2:1. The ratio of the average particle size D _{50 of} the primary particles of the plastic or of the plastics to the average particle size D _{50 of} the fillers is preferably in the range from about 1: 2 to about 2: 1.

Bevorzugt ist der nichtmetallische Füllstoff mit einem Anteil von bis zu ca. 35 Gew.-% in dem Kunststoffmaterial enthalten. Von dem metallischen Füllstoff können aufgrund seiner höheren Dichte Anteile von bis zu ca. 60 Gew.-% in dem Kunststoffmaterial enthalten sein. Preferably, the non-metallic filler is contained in the plastic material in a proportion of up to about 35 wt .-%. Due to its higher density, proportions of up to about 60% by weight of the metallic filler may be contained in the plastic material.

Der gesamte Volumenanteil der Füllstoffe in dem Kunststoffmaterial sollte bevorzugt ca. 50 Vol-% oder weniger betragen, weiter bevorzugt ca. 40 Vol-% oder weniger. The total volume fraction of the fillers in the plastic material should preferably be about 50% by volume or less, more preferably about 40% by volume or less.

Bevorzugt weist das zu dem Wabenkörper verarbeitete Kunststoffmaterial eine Reißfestigkeit von ca. 10 N/mm² oder mehr auf, gemessen nach ISO 12086-2 mit einem streifenförmigen Prüfkörper mit einem Querschnitt von 1 × 5 mm². Die Reißfestigkeit des Kunststoffmaterials des Wabenkörpers beträgt bei diesen streifenförmigen Probekörpern bevorzugt 15 N/mm² oder mehr, weiter bevorzugt ca. 20 N/mm² oder mehr, noch weiter bevorzugt ca. 25 N/mm² oder mehr. Typischerweise wird die Reißfestigkeit ca. 35 N/mm² oder weniger betragen. Innerhalb des vorstehend definierten Bereichs an Reißfestigkeiten werden mit Kunststoffmaterialien ohne Füllstoffe die höheren Werte und bei Kunststoffmaterialien mit Füllstoffen eher die niedrigeren Werte erzielt. Preferably, the plastic material processed to the honeycomb body has a tensile strength of about 10 N / mm ² or more, measured after ISO 12086-2 with a strip-shaped test specimen with a cross-section of 1 × 5 mm ² . The tensile strength of the plastic material of the honeycomb body in these strip-shaped specimens is preferably 15 N / mm ² or more, more preferably about 20 N / mm ² or more, even more preferably about 25 N / mm ² or more. Typically, the tear strength will be about 35 N / mm ² or less. Within the range of tear strengths defined above, higher values are achieved with plastic materials without fillers, and lower values with plastic materials with fillers.

Bevorzugt beträgt die Reißdehnung des zu dem Wabenkörper verarbeiteten Kunststoffmaterials, gemessen nach ISO 12086-2 an einem streifenförmigen Probekörper mit einem Querschnitt von 1 × 5 mm², ca. 80 % oder mehr, insbesondere ca. 100 % oder mehr, weiter bevorzugt ca. 150 % oder mehr, am meisten bevorzugt ca. 200 % oder mehr. Preferably, the elongation at break of the plastic material processed to the honeycomb body, measured according to ISO 12086-2 on a strip-shaped test specimen having a cross-section of 1 × 5 mm ² , about 80% or more, in particular about 100% or more, more preferably about 150% or more, most preferably about 200% or more.

Erfindungsgemäß sind Wabenkörper mit sehr gut abreinigbaren Oberflächen erhältlich, wobei hierzu der Mittenrauwert Ra der Oberflächen des Wabenkörpers, gemessen nach DIN EN ISO 1302 in Längsrichtung der Wabenkörperkanäle, ca. 10 µm oder weniger, bevorzugt ca. 5 µm oder weniger, beträgt. According to the invention honeycomb bodies are available with very cleanable surfaces, for which purpose the average roughness Ra of the surfaces of the honeycomb body, measured according to DIN EN ISO 1302 in the longitudinal direction of the honeycomb body channels, about 10 microns or less, preferably about 5 microns or less, is.

Vorzugsweise beträgt im Hinblick auf die Reinigbarkeit die Rautiefe Rz der Oberflächen des Wabenkörpers, gemessen nach DIN EN ISO 1302 in Längsrichtung der Strömungskanäle des Wabenkörpers, ca. 50 µm oder weniger, insbesondere ca. 40 µm oder weniger, bevorzugt ca. 30 µm oder weniger, am meisten bevorzugt ca. 20 µm oder weniger. Preferably, in view of the cleanability, the roughness Rz of the surfaces of the honeycomb body is measured according to DIN EN ISO 1302 in the longitudinal direction of the flow channels of the honeycomb body, about 50 microns or less, in particular about 40 microns or less, preferably about 30 microns or less, most preferably about 20 microns or less.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente bzw. deren Wabenkörper weisen bevorzugt ein Kunststoffmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,3 W/(m·K) oder mehr auf. The heat exchanger elements according to the invention or their honeycomb body preferably have a plastic material with a thermal conductivity of about 0.3 W / (m · K) or more.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente bzw. deren Wabenkörper weisen bevorzugt ein Kunststoffmaterial mit einer Wärmekapazität von ca. 0,9 J/(g·K) oder mehr auf. The heat exchanger elements according to the invention or their honeycomb bodies preferably have a plastic material with a heat capacity of about 0.9 J / (g · K) or more.

Die vorstehend empfohlenen Werte für die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmekapazität begünstigen einen effektiven Wärmeaustausch zwischen den Wärmetauscherelementen und dem durchströmenden Rauchgas sowie die Speicherfähigkeit des Wärmetauscherelements. The above-recommended values for the thermal conductivity and the heat capacity favor an effective heat exchange between the heat exchanger elements and the flue gas flowing through and the storage capacity of the heat exchanger element.

Gemäß einer bevorzugten Geometrie weisen die Strömungskanäle des Wabenkörpers einen polygonalen, insbesondere einen quadratischen oder hexagonalen, Querschnitt auf. According to a preferred geometry, the flow channels of the honeycomb body have a polygonal, in particular a square or hexagonal, cross section.

Die Kanalwände der Strömungskanäle des Wabenkörpers weisen bevorzugt eine Dicke von ca. 0,8 mm bis ca. 2 mm auf. The channel walls of the flow channels of the honeycomb body preferably have a thickness of about 0.8 mm to about 2 mm.

Die offene Querschnittsfläche der Strömungskanäle eines Wabenkörpers summiert sich vorzugsweise auf ca. 75 % oder mehr der Grundfläche des Wabenkörpers. The open cross-sectional area of the flow channels of a honeycomb body preferably adds up to about 75% or more of the base area of the honeycomb body.

Die Wärmetauscherelemente, die der Bestückung der Aufnahmekammern eines Rotors dienen, werden typischerweise in mehreren unterschiedlichen Abmessungen ihrer Grundflächen benötigt. Dies lässt sich einfach dadurch realisieren, dass zunächst Wabenblöcke mit einer geringeren Grundfläche standardmäßig gefertigt und dann zu den größeren Wabenkörpern zusammengefügt werden. The heat exchanger elements, which serve the assembly of the receiving chambers of a rotor are typically required in several different dimensions of their bases. This can be achieved simply by first producing honeycomb blocks with a smaller footprint as standard and then joining them together to form the larger honeycomb bodies.

Die Strömungskanalgeometrie kann beispielsweise einen hexagonalen Querschnitt aufweisen mit einer Kantenlänge von ca. 7,2 mm oder mehr. The flow channel geometry may, for example, have a hexagonal cross section with an edge length of about 7.2 mm or more.

Die Verbindung der Wabenblöcke zu einem als Ganzes handhabbaren Wabenkörper eines Wärmetauscherelements kann mechanisch, beispielsweise mittels eines Form- oder Kraftschlusses, erfolgen, oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen. The connection of the honeycomb blocks to a honeycomb body of a heat exchanger element which can be handled as a whole can be effected mechanically, for example by means of a positive or a force fit, or by material bonding, for example by gluing or welding.

Das Wärmetauscherelement und dessen Wabenkörper können auch in diesem Fall in ihrer Geometrie den Erfordernissen durch Zuschneiden oder Zusägen angepasst und insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Strömungskanäle keilförmig ausgebildet werden. The heat exchanger element and its honeycomb body can also be adapted in this case in its geometry to the requirements by cutting or Zusägen and in particular in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the flow channels are wedge-shaped.

Die bei einem Zuschnitt der Wabenblöcke oder Wabenkörper abgetrennten Teile der Wabenstrukturen lassen sich zur Herstellung weiterer Wärmetauscherelemente ohne Weiteres mit einem Wabenblock in der oben schon beschriebenen Weise verbinden. The parts of the honeycomb structures which have been severed during the blanking of the honeycomb blocks or honeycomb structures can readily be connected to a honeycomb block in the manner already described in order to produce further heat exchanger elements.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus Wärmetauscher für Rauchgasreinigungsanlagen, welche eine Vielzahl an Wärmetauscherelementen der vorliegenden Erfindung beinhalten. The invention also relates to heat exchangers for flue gas purification systems which include a plurality of heat exchanger elements of the present invention.

Bevorzugt weisen die Wärmetauscher einen ringförmigen Aufnahmeraum oder mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Ringsegment-artige Aufnahmeräume auf, in denen mehrere der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente aufgenommen sind, wobei die Wärmetauscherelemente in Umfangsrichtung formschlüssig miteinander verbunden sind. Preferably, the heat exchangers have an annular receiving space or a plurality of circumferentially successive ring segment-like receiving spaces in which a plurality of the heat exchanger elements according to the invention are accommodated, wherein the heat exchanger elements are connected to each other in a form-fitting manner in the circumferential direction.

Bei dieser besonderen Gestaltung der erfindungsgemäßen Wärmetauscher kann eine Vielzahl von ansonsten notwendigen Wänden zur Bildung von Aufnahmekammern für die einzelnen Wärmetauscherelemente im Bereich der Kaltendlage des Wärmetauschers entfallen, wodurch nicht nur in großem Umfang Korrosionsprobleme vermieden werden können, sondern darüber hinaus bei der Fertigung des Wärmetauschers eine Materialersparnis realisiert werden kann und darüber hinaus der Wärmetauscher mit einem erheblich verringerten Gewicht gefertigt werden kann. Dies gilt prinzipiell für die obere und die untere Kaltendlage, wobei allerdings die Umsetzung in der oberen Kaltendlage in einfacher Weise in größerem Umfang realisierbar ist. In this particular design of the heat exchanger according to the invention, a plurality of otherwise necessary walls for forming receiving chambers for the individual heat exchanger elements in the cold end of the heat exchanger accounts, which not only to a large extent corrosion problems can be avoided, but also in the manufacture of the heat exchanger a Material savings can be realized and beyond the heat exchanger can be manufactured with a significantly reduced weight. This applies in principle to the upper and lower cold end layers, although the reaction in the upper cold end layer can be realized in a simple manner to a greater extent.

Aufgrund der in Umfangsrichtung gegebenen formschlüssigen Verbindung der Wärmetauscherelemente miteinander ist regelmäßig eine ausreichend sichere und genaue Positionierung der Wärmetauscherelemente in dem Wärmetauscher gegeben. Dies gilt insbesondere aufgrund der gegebenen ringförmigen Struktur des Aufnahmeraums und der daraus folgenden, im Wesentlichen trapezförmigen Grundfläche der Wärmetauscherelemente auch für die Positionierung in Radialrichtung. Due to the given in the circumferential direction positive connection of the heat exchanger elements with each other a sufficiently safe and accurate positioning of the heat exchanger elements in the heat exchanger is regularly given. This applies in particular for the positioning in the radial direction, in particular due to the given annular structure of the receiving space and the consequent, substantially trapezoidal base surface of the heat exchanger elements.

Bei den Wärmetauscherelementen, die im Rahmen dieser erfindungsgemäßen Wärmetauscher eingesetzt werden, wird vorzugsweise benachbart zu beiden Stirnseiten ein Dichtrand vorgesehen, wobei eine Struktur des Dichtrandes zur formschlüssigen Verbindung des einen Wärmetauscherelements mit einem benachbarten Wärmetauscherelement nur bei einem der Dichtränder, der der oberen bzw. der unteren Stirnfläche des Wärmetauscherelements zugeordnet ist, notwendig ist. In the case of the heat exchanger elements which are used in the context of these heat exchangers according to the invention, a sealing edge is preferably provided adjacent to both end faces, wherein a structure of the sealing edge for the positive connection of a heat exchanger element with an adjacent heat exchanger element only at one of the sealing edges, the upper or the is assigned to the lower end face of the heat exchanger element, is necessary.

Insbesondere ist dann bevorzugt, dass einer der Dichtränder an den Wabenkörper angeformt ist, während der zweite Dichtrand als separates Teil gefertigt ist. In particular, it is then preferred that one of the sealing edges is integrally formed on the honeycomb body, while the second sealing edge is made as a separate part.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend noch näher erläutert. These and other advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing below.

Es zeigen im Einzelnen: They show in detail:

1A eine schematische Darstellung eines Kohle-Kraftwerks mit einer Rauchgasreinigungsanlage; 1A a schematic representation of a coal power plant with a flue gas cleaning system;

1B eine Variante der Rauchgasreinigungsanlage der 1A; 1B a variant of the flue gas cleaning system of 1A ;

2A bis 2C schematische Darstellungen von drei Varianten eines Rotors zur Aufnahme erfindungsgemäßer Wärmetauscherelemente; 2A to 2C schematic representations of three variants of a rotor for receiving inventive heat exchanger elements;

3 einen vergrößerten Ausschnitt der 2A; 3 an enlarged section of the 2A ;

4A bis 4D eine schematische Darstellung von zwei miteinander formschlüssig zu verbindenden erfindungsgemäßen Wärmetauscherelementen; 4A to 4D a schematic representation of two form-fitting to be connected according to the invention heat exchanger elements;

5A bis 5C schematische Darstellungen weiterer Varianten eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements; 5A to 5C schematic representations of further variants of a heat exchanger element according to the invention;

6A und 6B weitere Varianten erfindungsgemäßer Wärmetauscherelemente, die in einer Halterung positioniert zum Einsatz kommen; 6A and 6B Further variants of inventive heat exchanger elements, which are positioned in a holder used;

7A eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements beim Einsetzen in eine Rotorkammer; und 7A a further variant of a heat exchanger element according to the invention when inserted into a rotor chamber; and

7B eine Variante des erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements adaptiert an einen modifizierten Rotor. 7B a variant of the heat exchanger element according to the invention adapted to a modified rotor.

1A zeigt eine schematische Darstellung eines Kohlekraftwerks 10 mit einem Brenner 12 und einer Rauchgasreinigungsanlage 14. Der Brenner 12 umfasst einen Kessel 16 mit einem Brennraum 18, dem über eine Brennstoff-Versorgungsleitung 20 Kohle in gemahlener Form und über eine Zuleitung 22 Verbrennungsluft zugeführt werden. Oberhalb des Brennraums 18 ist in dem Kessel 16 ein Dampferzeuger 24 angeordnet, in dem zum Betrieb einer Dampfturbine 26 Wasserdampf erzeugt wird. Die Dampfturbine 26 treibt einen nicht dargestellten Stromgenerator an. Das bei der Verbrennung der Kohle im Brennraum 18 entstehende Rauchgas wird über eine Rauchgasleitung 28 aus dem Kessel 16 abgeführt. 1A shows a schematic representation of a coal power plant 10 with a burner 12 and a flue gas purification system 14 , The burner 12 includes a kettle 16 with a combustion chamber 18 that via a fuel supply line 20 Coal in ground form and via a supply line 22 Combustion air to be supplied. Above the combustion chamber 18 is in the cauldron 16 a steam generator 24 arranged in which to operate a steam turbine 26 Water vapor is generated. The steam turbine 26 drives a power generator, not shown. The combustion of coal in the combustion chamber 18 resulting flue gas is via a flue gas line 28 from the kettle 16 dissipated.

Die Verbrennungsluft wird über die Zuleitung 22 vor dem Einspeisen in den Brennraum 18 des Kessels 16 über einen Wärmetauscher 30 geleitet und dort von dem über die Rauchgasleitung 28 eingespeisten Rauchgas aufgewärmt. Der Wärmetauscher weist einen Zuluftbereich 32 und einen Rauchgasbereich 34 auf. In dem Wärmetauscher 30 sind in vertikaler Richtung gesehen mehrere Temperaturzonen vorhanden, wobei die Zone, bei der die Temperatur des Rauchgases niedriger ist, besonders korrosionsgefährdet ist. Diese Zone wird auch Kaltendlage genannt. Aufgrund der Durchströmung des Wärmetauschers 30 mit dem Rauchgas von oben nach unten befindet sich die Kaltendlage unten. The combustion air is supplied via the supply line 22 before feeding into the combustion chamber 18 of the boiler 16 via a heat exchanger 30 passed and there from the over the flue gas line 28 fed flue gas warmed up. The heat exchanger has a supply air area 32 and a flue gas area 34 on. In the heat exchanger 30 are seen in the vertical direction several temperature zones present, the zone at which the temperature of the flue gas is lower, is particularly prone to corrosion. This zone is also called Kaltendlage. Due to the flow through the heat exchanger 30 with the flue gas from top to bottom is the cold end down.

In dem Wärmetauscher 30 ist ein Rotor 36 mit einem Wärmespeicher- und -über tragungsmedium bestückt vorhanden, das beim Durchfahren des Rauchgasbereichs 34 Wärme von dem dort durchgeleiteten Rauchgas aufnimmt und beim Passieren des gegenüber liegenden Zuluftbereichs 32 die Wärme an die dort hindurch strömende Verbrennungsluft abgibt. Die Temperatur des Rauchgases sinkt beim Durchgang durch den Wärmetauscher 30 beispielsweise von ca. 250 °C auf ca. 160 °C, während sich die Temperatur der Zuluft von Umgebungstemperatur auf beispielsweise ca. 150 °C erhöht. Der Durchmesser des Rotors 36 liegt je nach benötigter Wärmetauscherkapazität häufig im Bereich von 5 m bis 25 m. Das Gewicht eines mit einem Wärmespeicher- und -übertragungsmedium voll bestückten Rotors kann je nach Größe 1000 Tonnen und mehr betragen, insbesondere wenn ausschließlich ein herkömmliches, auf emaillierten Stahlblechen basierendes Medium zum Einsatz kommt. In the heat exchanger 30 is a rotor 36 equipped with a heat storage and transfer medium over present, when passing through the flue gas area 34 Absorbs heat from the flue gas passed through there and when passing the opposite Zuluftbereichs 32 the heat gives off to the combustion air flowing through it. The temperature of the flue gas decreases as it passes through the heat exchanger 30 For example, from about 250 ° C to about 160 ° C, while the temperature of the supply air of ambient temperature increases to, for example, about 150 ° C. The diameter of the rotor 36 Depending on the required heat exchanger capacity is often in the range of 5 m to 25 m. The weight of a fully stocked with a heat storage and transmission medium rotor can be 1000 tons and more, depending on the size, especially when only a conventional, based on enameled steel sheets medium is used.

Das abgekühlte Rauchgas wird zur Entstaubung durch die Leitung 29 einem elektrostatischen Partikelabscheider, im Folgenden kurz ESP-Einheit 44 genannt, zugeführt. The cooled flue gas is dedusted through the line 29 an electrostatic particle separator, hereinafter briefly ESP unit 44 called, fed.

Nach der ESP-Einheit 44 wird das aufbereitete (großenteils entstaubte) Rauchgas über eine Leitung 48 einem regenerativen Wärmetauscher 50, auch kurz REGAVO genannt, zugeführt, in dem das aufbereitete Rauchgas beispielsweise von ca. 160 °C auf eine Temperatur von ca. 90 °C oder niedriger weiter abgekühlt wird. After the ESP unit 44 is the treated (largely dusted) flue gas via a pipe 48 a regenerative heat exchanger 50 , also called REGAVO for short, supplied, in which the treated flue gas, for example, from about 160 ° C to a temperature of about 90 ° C or lower is further cooled.

Der Wärmetauscher 50 enthält einen mit einem Wärmespeicher- und -übertragungsmedium bestückten Rotor 52, der die von dem entstaubten Rauchgas abgegebene Wärme aufnimmt, das hierfür durch einen ersten Bereich 54 des Wärmetauschers 50 bzw. durch den Rotor 52 von unten nach oben hindurch geleitet und danach über die Leitung 62 einer Rauchgasentschwefelungsanlage 64 zugeführt wird. The heat exchanger 50 contains a rotor equipped with a heat storage and transmission medium 52 , which absorbs the heat released from the dedusted flue gas, through a first area 54 of the heat exchanger 50 or by the rotor 52 passed from bottom to top and then over the line 62 a flue gas desulphurisation plant 64 is supplied.

Die Temperatur des entstaubten Rauchgases sinkt beim Durchgang durch den ersten Bereich 54 des Wärmetauschers 50 von beispielsweise ca. 150 ºC auf ca. 85 °C bis ca. 90 ºC. Bei diesem Wärmetauscher 50 befindet sich die so genannte Kaltendlage 58 oben. The temperature of the dedusted flue gas drops as it passes through the first area 54 of the heat exchanger 50 from for example approx. 150 ºC to about 85 ° C to about 90 ºC. In this heat exchanger 50 is the so-called cold end position 58 above.

Das aus der Rauchgasentschwefelungsanlage 64 kommende entschwefelte Rauchgas weist immer noch eine Temperatur im Bereich von beispielsweise ca. 40 °C bis ca. 50 °C. Durch die Drehbewegung des Rotors 52 (oder auch einer so genannten Haubenzuführung im Falle der Realisierung mit einem Stator anstelle eines Rotors 52) wird das durch das Rohgas erhitzte Wärmespeicher- und -übertragungsmedium (u.a. erfindungsgemäße Wärmespeicherelemente) mit dem kühleren Gasstrom des entschwefelten Rauchgases (Reingas) in Kontakt gebracht. Dabei wird das Reingas über die Leitung 66 in den Bereich 56 des Wärmetauschers 50 im Gegenstrom geleitet und dabei auf ca. 90 °C bis ca. 100 °C erwärmt. This from the flue gas desulphurisation plant 64 The upcoming desulfurized flue gas still has a temperature in the range of, for example, about 40 ° C to about 50 ° C. By the rotational movement of the rotor 52 (Or a so-called hood feeder in the case of implementation with a stator instead of a rotor 52 ) is heated by the raw gas heat storage and transfer medium (including heat storage elements according to the invention) with the cooler gas stream of the desulfurized flue gas (clean gas) in contact. This is the clean gas on the line 66 in the area 56 of the heat exchanger 50 passed in countercurrent while heated to about 90 ° C to about 100 ° C.

Vom Wärmetauscher 50 führt eine Leitung 68 das entschwefelte, wieder erwärmte Rauchgas zum Schornstein 70. Durch die erneute Erwärmung auf ca. 90 °C bis ca. 100 °C weist das Rauchgas einen genügend großen Auftrieb auf, um aus dem Schornstein in die Atmosphäre zu gelangen. From the heat exchanger 50 leads a line 68 the desulphurised, reheated flue gas to the chimney 70 , By re-heating to about 90 ° C to about 100 ° C, the flue gas has a sufficiently large buoyancy to get out of the chimney into the atmosphere.

Für die Zulufterwärmung und in Rauchgasentschwefelungsanlagen in dem gezeigten und in einer Vielzahl von anderen Konzepten werden als Wärmetauscher so genannte Ljungström-Gasvorwärmer verwendet, die mit einem Rotor 36 bzw. 52 bestückt sind, die den Wärmetransport vom Rauchgasbereich zum Zuluftbereich bzw. vom ersten in den zweiten Bereich des jeweiligen Wärmetauschers 30 bzw. 50 übernehmen. For the supply air heating and in flue gas desulfurization in the shown and in a variety of other concepts so-called Ljungström gas preheaters are used as a heat exchanger, which with a rotor 36 respectively. 52 are equipped, the heat transfer from the flue gas area to the supply air or from the first to the second region of the respective heat exchanger 30 respectively. 50 take.

Das zuvor geschilderte Prinzip gilt nicht nur für die REGAVO-Anlagen sondern auch für sogenannte APH-Anlagen (air preheater) und sogenannte SCR(selective catalytic reduction)- und SNCR(selective non-catalytic reduction)-Verfahren. The previously described principle applies not only to the REGAVO systems but also to so-called APH systems (air preheater) and so-called SCR (selective catalytic reduction) and SNCR (selective non-catalytic reduction) method.

Die 1B zeigt eine Variante der Rauchgasentschwefelungsanlage 14, bei der die von dem Wärmetauscher 50 kommende Leitung 68 zu einem Wärmetauscher 72 führt, an den sich über eine Leitung 74 eine so genannte SCR-Einheit 76 anschließt, welche vorzugsweise noch einen Abschnitt 78 mit einer Rauchgasentstickungsfunktion (DeNOx) beinhaltet. Durch die Leitung 68 wird das entschwefelte Rauchgas, das noch NOx-Anteile enthält, zur Vorheizung durch den Wärmetauscher 72 geleitet. Damit das NOx-haltige entschwefelte Rauchgas die bei dem folgenden SCR-Prozess benötigte Temperatur von ca. 150 °C bis ca. 190 °C erreicht, weist der Wärmetauscher 72 typischerweise eine größere Bauhöhe auf. Die in dem Wärmetauscher 72 eingesetzten Wärmespeicherelemente müssen dabei eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, da überschüssiger Ammoniak mit vorhandenem Schwefeltrioxid und Wasser reagiert und Ammoniumbisulfat bildet. Zusammen mit in dem Rauchgas noch enthaltener Flugasche bildet das Ammoniumbisulfat einen klebrigen Niederschlag, der sich auf allen Rotor-/Statorteilen ablagert und regelmäßig ausgewaschen werden muss. The 1B shows a variant of the flue gas desulfurization system 14 in which the of the heat exchanger 50 coming line 68 to a heat exchanger 72 leads to the over a line 74 a so-called SCR unit 76 connects, which preferably still a section 78 with a flue gas denitrification function (DeNOx). Through the line 68 is the desulfurized flue gas, which still contains NOx fractions, for preheating by the heat exchanger 72 directed. So that the NOx-containing desulfurized flue gas reaches the temperature required in the following SCR process of about 150 ° C to about 190 ° C, has the heat exchanger 72 typically a larger height. The in the heat exchanger 72 used heat storage elements must have a high corrosion resistance, since excess ammonia reacts with existing sulfur trioxide and water and forms ammonium bisulfate. Together with the fly ash still contained in the flue gas, the ammonium bisulfate forms a sticky precipitate, which deposits on all rotor / stator parts and must be washed out regularly.

Der Wärmetauscher 72 beinhaltet einen Rotor 84, in dessen Kaltendlage 86 wiederum erfindungsgemäße Wärmetauscherelemente angeordnet sind. The heat exchanger 72 includes a rotor 84 , in its cold end position 86 again heat exchanger elements according to the invention are arranged.

Einen Wärmetauscher zeigt 2A schematisch in Form des scheibenförmigen Rotors 100, dessen Durchmesser 20 m und mehr betragen kann. Das Volumen des scheibenförmigen Rotors 100 ist von einer zylindrischen Außenwand 102 begrenzt und in eine Vielzahl von Kammern 104, 105, 106, 107, 108, 109 mit im Wesentlichen trapezförmigem Grundriss unterteilt. Die Unterteilung erfolgt einerseits mittels mehrerer radial verlaufender Trennwände 110, 112 und andererseits mittels konzentrisch zur Außenwand ausgebildeter Zylinderwände 114, 115, 116, 117, 118 und der Innenwand 119. A heat exchanger shows 2A schematically in the form of the disk-shaped rotor 100 whose diameter 20 m and more. The volume of the disk-shaped rotor 100 is from a cylindrical outer wall 102 limited and in a variety of chambers 104 . 105 . 106 . 107 . 108 . 109 divided with a substantially trapezoidal plan. The division takes place on the one hand by means of a plurality of radially extending partitions 110 . 112 and on the other hand by means of concentric with the outer wall formed cylinder walls 114 . 115 . 116 . 117 . 118 and the inner wall 119 ,

Die Kammern 104, 105, 106, 107, 108, 109 lassen sich mit austauschbaren, in der Größe angepassten erfindungsgemäßen Wärmetauscherelementen 130 bestücken, die in diesem Ausführungsbeispiel in einer oberen Kaltendlage angeordnet sind. Solche Wärmetauscherelemente 130 weisen einen Wabenkörper 132 auf, der mit einer Vielzahl von Strömungskanälen 152 durchsetzt ist, die parallel zur Axialrichtung des Rotors 100 verlaufen, wie dies noch näher anhand der 3 erläutert werden wird. The chambers 104 . 105 . 106 . 107 . 108 . 109 can be replaced with exchangeable, adapted in size heat exchanger elements according to the invention 130 equip, which are arranged in this embodiment in an upper cold end position. Such heat exchanger elements 130 have a honeycomb body 132 on that with a variety of flow channels 152 is interspersed, which is parallel to the axial direction of the rotor 100 as this becomes even closer to the 3 will be explained.

Im vorn gezeigten Bereich des Rotors 100 sind Kammern 104 in partiell aufgebrochener Darstellung gezeigt, wobei am unteren Ende der Kammerwandungen 110 in einer Variante Stützleisten 103 vorhanden sind, auf denen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel erfindungsgemäße Wärmetauscherelemente in unterer Kaltendlage aufgesetzt werden können. In einer weiteren Alternative können die Wärmetauscherelemente auch mit blockförmigen Halteelementen 169 in der unteren Kaltendlage gehalten sein. In the area of the rotor shown in front 100 are chambers 104 shown in a partially broken view, wherein at the lower end of the chamber walls 110 in a variant supporting strips 103 are present, on which according to another embodiment of the invention heat exchanger elements can be placed in the lower cold end position. In a further alternative, the heat exchanger elements can also be provided with block-shaped holding elements 169 be held in the lower cold end position.

In einer weiteren Variante können die Wärmetauscherelemente in speziellen Halterungen zusammen mit einem anderen Typ Wärmetauscherelement aufgenommen sein und über die Stützleisten 103 bzw. die blockförmigen Halteelemente 169 in der Kammer fixiert werden, wie dies im Folgenden anhand der 6A, 6B und 7 noch näher erläutert werden wird. In a further variant, the heat exchanger elements can be accommodated in special brackets together with another type of heat exchanger element and via the support strips 103 or the block-shaped holding elements 169 be fixed in the chamber, as described below with reference to 6A . 6B and 7 will be explained in more detail.

Die 2B zeigt einen Rotor 100', der in seinem unteren Bereich (Warmendlage), der sich beispielsweise über ca. zwei Drittel der Höhe des Rotors 100' erstreckt, in Aufnahmekammern 104', 105', 106', 107', 108', 109' unterteilt ist, über radial und in Umfangsrichtung verlaufende Trennwände 110', 112' sowie von konzentrisch zur Außenwand 102' ausgebildete Zylinderwände 114', 115', 116', 117', 118' und die Innenwand 119'. The 2 B shows a rotor 100 ' , which in its lower range (warm end position), for example, covers about two-thirds of the height of the rotor 100 ' extends into receiving chambers 104 ' . 105 ' . 106 ' . 107 ' . 108 ' . 109 ' is divided, over radially and circumferentially extending partitions 110 ' . 112 ' as well as concentric to the outer wall 102 ' trained cylinder walls 114 ' . 115 ' . 116 ' . 117 ' . 118 ' and the inner wall 119 ' ,

Das obere Drittel des Volumens des Rotors 100' (obere Kaltendlage) wird zum Einen über die Außenwand 102' sowie die zylindrische Innenwand 119' begrenzt. Dieser ringförmige Raum wird lediglich durch vier radial verlaufende Wände 122', 123', 124', 125' mit derselben Höhe wie die Innenwand 119' und die Außenwand 102' in vier Ringsegmente unterteilt. In diesen Ringsegmenten wird jeweils eine Vielzahl erfindungsgemäßer Wärmetauscherelemente aufgenommen, wie sie im Folgenden noch beschrieben werden, die vorzugsweise über Formschlusselemente an ihren in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Dichträndern miteinander verbunden sind. The upper third of the volume of the rotor 100 ' (upper cold end position) is on the one hand on the outer wall 102 ' as well as the cylindrical inner wall 119 ' limited. This annular space is only by four radially extending walls 122 ' . 123 ' . 124 ' . 125 ' with the same height as the inner wall 119 ' and the outer wall 102 ' divided into four ring segments. In each of these ring segments, a plurality of heat exchanger elements according to the invention are received, as will be described below, which are preferably connected to one another via form-locking elements at their circumferentially adjacent sealing edges.

Diese Variante des Rotors 100' bedeutet einen erheblich geringeren Materialeinsatz bei der Fertigung des Rotors bzw. von dessen Aufnahmekammern, so dass der Rotor selbst schon ein geringeres Gewicht aufweist. This variant of the rotor 100 ' means a significantly lower material usage in the manufacture of the rotor or of its Receiving chambers, so that the rotor itself already has a lower weight.

Darüber hinaus entfällt eine Vielzahl von Trennwänden im Kaltendlage-Bereich des Rotors 100', so dass auch die dort in größerem Umfang auftretenden Korrosionserscheinungen vermieden werden können. In addition, eliminates a plurality of partitions in the cold end of the rotor 100 ' , so that the corrosion occurring there on a larger scale can be avoided.

Eine weitere Variante eines Rotors 100'' ist in 2C gezeigt, der ähnlich wie der Rotor 100' in der 2B aufgebaut ist, bei dem das mit Wärmetauscherelementen zu füllende Rotorvolumen zum Einen von der Außenwand 102'' und der zylindrischen Innenwand 119'' begrenzt wird. In den unteren zwei Dritteln des Volumens des Rotors 100'' ist die Aufteilung des Rotorvolumens in Aufnahmekammern wie aus den 2A und 2B ersichtlich beibehalten, wobei wiederum die in Umfangsrichtung bzw. radial verlaufenden Trennwände 114'', 115'', 116'', 117'', 118'', 110'', 112'' zum Einsatz kommen. Die dadurch gebildeten Aufnahmekammern 104'', 105'', 106'', 107'', 108'' und 109'' nehmen Wärmetau- scherelemente für den Warmendlagebereich auf, wie bereits im Zusammenhang mit der 2A und der 2B beschrieben. Another variant of a rotor 100 '' is in 2C shown, which is similar to the rotor 100 ' in the 2 B is constructed, in which the rotor volume to be filled with heat exchanger elements on the one hand from the outer wall 102 '' and the cylindrical inner wall 119 '' is limited. In the bottom two-thirds of the volume of the rotor 100 '' is the division of the rotor volume in receiving chambers as from the 2A and 2 B maintained, in turn, the circumferentially or radially extending partitions 114 '' . 115 '' . 116 '' . 117 '' . 118 '' . 110 '' . 112 '' be used. The receiving chambers formed thereby 104 '' . 105 '' . 106 '' . 107 '' . 108 '' and 109 '' take up heat exchanger elements for the hot end area, as already mentioned in connection with the 2A and the 2 B described.

Oberhalb dieser Aufnahmekammern 104'', 105'', 106'', 107'', 108'' und 109'' befinden sich wieder in großem Umfang Trennwand-freie ringförmige Bereiche, die lediglich durch radiale Trennwände 122'', 123'', 124'' und 125'' in vier Ringsegmente unterteilt sind, analog wie dies im Zusammenhang mit der 2B beschrieben wurde. Above these receiving chambers 104 '' . 105 '' . 106 '' . 107 '' . 108 '' and 109 '' are again large-scale partition-free annular areas, which only by radial partitions 122 '' . 123 '' . 124 '' and 125 '' are divided into four ring segments, analogous to that in connection with the 2 B has been described.

Zusätzlich ist bei dem Rotor 100'' der 2C die zylindrische Trennwand 116'' mit gleicher Höhe wie die Außenwand 102'' und die Innenwand 119'' ausgebildet, so dass sie die zwischen den radialen Trennwänden 122'', 123'', 124'' und 125'' befindlichen Ringsegmente nochmals in Radialrichtung in zwei Bereiche aufteilt. In addition, in the rotor 100 '' of the 2C the cylindrical partition 116 '' with the same height as the outer wall 102 '' and the inner wall 119 '' formed so that they are between the radial partitions 122 '' . 123 '' . 124 '' and 125 '' located ring segments again divided in the radial direction into two areas.

Die Ausgestaltung dieser kreisförmigen Trennwand 116'' dient dazu, ähnlich wie dies auch für die radialen Trennwände 122'', 123'', 124'' und 125'' gilt, insbesondere bei großen Rotor-Abmessungen die mechanische Stabilität desselben zu verbessern. The embodiment of this circular partition 116 '' serves as well as for the radial partitions 122 '' . 123 '' . 124 '' and 125 '' applies, especially with large rotor dimensions to improve the mechanical stability of the same.

Bei sehr kleinen Rotoren kann im Prinzip auf die zusätzliche Funktion der kreis-förmigen Trennwand 116'' sowie auch auf die der radialen Trennwände 122'', 123'', 124'' und 125'' verzichtet werden, so dass ein einziger ringförmiger Raum zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente in der Kaltendlage vorhanden ist. For very small rotors, in principle, the additional function of the circular partition 116 '' as well as on the radial partitions 122 '' . 123 '' . 124 '' and 125 '' be omitted, so that a single annular space for receiving the heat exchanger elements according to the invention in the cold end position is present.

Werden erfindungsgemäße Wärmetauscherelemente, die in Umfangsrichtung einerseits formschlüssig verbindbar sind, eingesetzt, ergibt sich bei einem bevorzugt Trapez-förmigen Grundriss andererseits nach einer Bestückung des Rotors/ Stators zusätzlich eine exakte Positionierung der einzelnen Wärmetauscherelemente, die den Verzicht auf die Trennwände zur Bildung einzelner Aufnahmekammern für die einzelnen Wärmetauscherelemente ermöglicht. If heat exchanger elements according to the invention, which are on the one hand positively connectable, used in a preferred trapezoidal layout on the other hand, after placement of the rotor / stator additionally exact positioning of the individual heat exchanger elements, which waives the separation walls to form individual receiving chambers for allows the individual heat exchanger elements.

Die in den Rotoren 100' und 100'' einzusetzenden Wärmetauscherelemente weisen bevorzugt im Bereich beider Stirnseiten einen Dichtrand auf, von denen der obere Dichtrand bevorzugt einstückig mit dem Wabenkörper der Wärmetauscherelemente ausgebildet ist. Der untere Dichtrand kann, wie dies im Einzelnen noch im Zusammenhang mit der Beschreibung der 7B erläutert wird, zur Abdeckung der oberen Stirnseiten der Trennwände im Bereich des Übergangs von der Warm- zur Kaltendlage dienen. The in the rotors 100 ' and 100 '' to be used heat exchanger elements preferably have in the region of both end faces a sealing edge, of which the upper sealing edge is preferably formed integrally with the honeycomb body of the heat exchanger elements. The lower sealing edge can, as described in detail in connection with the description of 7B is explained, serve to cover the upper end faces of the partitions in the region of the transition from the hot to the cold end.

3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Rotor 100, bei dem ein Teil der Kammern 105 mit Wärmetauscherelementen 130 bestückt ist. Die Wärmetauscherelemente 130 weisen einen Wabenkörper 132 auf, der an seinen vier Außenseiten 134, 135, 136, 137 auf der Höhe seiner oberen Stirnseite 138 mit einem umlaufenden Dichtrand 140 versehen ist, der einstückig mit dem Wabenkörper 132 und in seiner Grundstruktur ebenfalls wabenförmig ausgebildet ist. Somit kann das erfindungsgemäße Wärmetauscherelement 130 in Form des Wabenköpers 132 und der Grundstruktur des Dichtrands 140 einstückig aus einem entsprechend größer dimensionierten Wabenblock gefertigt werden. Bei der Anordnung der Wärmetauscherelemente 130 in einer oberen Kaltendlage wie in 3 gezeigt kann der Dichtrand 140 eine weitere Funktion übernehmen, nämlich die eines Trägers des Wärmetauscherelements 130. Für die Halterung und Positionierung der Wärmetauscherelemente 130 in der oberen Kaltendlage in dem Rotor 100 ist der an den Wabenkörper angeformte Dichtrand 140 ausreichend stabil. 3 shows a section of the rotor 100 in which part of the chambers 105 with heat exchanger elements 130 is equipped. The heat exchanger elements 130 have a honeycomb body 132 on, on its four outsides 134 . 135 . 136 . 137 at the height of its upper end 138 with a circumferential sealing edge 140 is provided, which is integral with the honeycomb body 132 and is also honeycomb-shaped in its basic structure. Thus, the heat exchanger element according to the invention 130 in the form of the honeycomb body 132 and the basic structure of the sealing edge 140 be made in one piece from a correspondingly larger sized honeycomb block. In the arrangement of the heat exchanger elements 130 in an upper cold end position as in 3 the sealing edge can be shown 140 take over a further function, namely that of a carrier of the heat exchanger element 130 , For holding and positioning the heat exchanger elements 130 in the upper cold end position in the rotor 100 is the molded on the honeycomb body sealing edge 140 sufficiently stable.

Um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen, muss die wabenförmige Grundstruktur des Dichtrands 140 noch gasundurchlässig abgedeckt werden. Dies kann sehr einfach mit einem Flächenmaterial, das auf die Grundstruktur des Dichtrandes 140 aufgebracht wird, geschehen. Eines der bevorzugten Flächenmaterialien ist eine Folie aus Kunststoffmaterial, beispielsweise PTFE. Das Flächenmaterial lässt sich bei Bedarf mit der Grundstruktur durch Kleben oder Schweißen verbinden. In order to achieve a sufficient sealing effect, the honeycomb basic structure of the sealing edge 140 still be covered gas-impermeable. This can be done very easily with a sheet material that is based on the basic structure of the sealing edge 140 is applied, happen. One of the preferred sheet materials is a sheet of plastic material, such as PTFE. If required, the surface material can be connected to the basic structure by gluing or welding.

Alternativ könnte die wabenförmige Grundstruktur des Dichtrandes 140 verpresst oder auch gasundurchlässig mit einem Füllmaterial verfüllt werden (nicht gezeigt). Alternatively, the honeycomb-shaped basic structure of the sealing edge 140 pressed or gas-impermeable filled with a filling material (not shown).

Wie aus der 3 ersichtlich, ist der Dichtrand 140 so ausgebildet, dass er, nachdem ein Wärmetauscherelement 130 von oben in eine Rotorkammer eingesetzt worden ist, die Oberseite der die Rotorkammer umgebenden Rotorwände (hier z.B. die Rotorwände 110, 114 und 116 der Rotorkammer 105) bedeckt und diese Oberseiten ebenfalls von den Korrosivstoffen des Rauchgases abschirmt. 3 zeigt das Einsetzen eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelementes 130 in mehreren Phasen. Like from the 3 can be seen, is the sealing edge 140 designed so that, after a heat exchanger element 130 has been inserted from above into a rotor chamber, the top of the rotor walls surrounding the rotor chamber (here, for example, the rotor walls 110 . 114 and 116 the rotor chamber 105 ) and also shields these tops from the corrosive substances of the flue gas. 3 shows the insertion of a heat exchanger element according to the invention 130 in several phases.

Bevorzugt wird der Dichtrand 140 an zwei gegenüber liegenden Außenseiten des Wabenkörpers 132 an der Oberseite und an der Unterseite mit jeweils einem Rücksprung 142, 144 versehen, so dass die Dichtränder 140 von zwei in Umfangsrichtung des Rotors benachbarten Wärmetauscherelementen 130 einander in einer ebenen Konfiguration überlappen können. The sealing edge is preferred 140 on two opposite outer sides of the honeycomb body 132 at the top and at the bottom, each with a return 142 . 144 provided so that the sealing edges 140 of two adjacent in the circumferential direction of the rotor heat exchanger elements 130 overlap each other in a planar configuration.

Überraschenderweise entfaltet der Dichtrand 140 seine Schutzwirkung für das Material der Rotorwände, obwohl er nicht auf der Anströmseite des Wärmetauscherelements 130 sondern auf der Abströmseite angeordnet ist, da aufgrund des Dichtrandes 140 der Strömungsverlauf auf die Strömungskanäle der Wabenkörper 132 beschränkt wird. Surprisingly, the sealing edge unfolds 140 its protective effect on the material of the rotor walls, although not on the upstream side of the heat exchanger element 130 but is arranged on the downstream side, because due to the sealing edge 140 the flow path to the flow channels of the honeycomb body 132 is limited.

Um eine in Umfangsrichtung besonders genaue Positionierung benachbarter erfindungsgemäßer Wärmetauscherelemente 130 zu erzielen, wird weiter bevorzugt, wie insbesondere in den 4A bis 4D im Einzelnen ersichtlich, der Dichtrand 140 im Bereich der Rücksprünge 142, 144 mit komplementären Formschlusselementen ausgebildet. Diese können beispielsweise als nutenförmige Rücksprünge 146 bzw. leistenförmige Vorsprünge 148 realisiert werden, wie dies im Einzelnen in den 4A bis 4D gezeigt ist. To a particularly accurate in the circumferential direction positioning of adjacent inventive heat exchanger elements 130 is further preferred, as in particular in the 4A to 4D in detail, the sealing edge 140 in the area of the recesses 142 . 144 formed with complementary positive locking elements. These can, for example, as groove-shaped recesses 146 or strip-shaped projections 148 be realized, as described in detail in the 4A to 4D is shown.

So zeigt 4A zwei Wärmetauscherelemente 130 seitlich aufeinander ausgerichtet kurz vor der Verbindung über die Dichtränder 140 an ihren Außenseiten 134 bzw. 136. Der Dichtrand 140 weist in seinem entlang der Außenseite 134 verlaufenden Abschnitt an seiner Oberseite einen Rücksprung 142 auf, während in seinem entlang der Außenseite 136 verlaufenden Abschnitt an der Unterseite ein Rücksprung 144 ausgebildet ist. Die Rücksprünge 142, 144 erstrecken sich vorzugsweise entlang dem jeweiligen gesamten Abschnitt des Dichtrands 140. So shows 4A two heat exchanger elements 130 aligned laterally just before the connection via the sealing edges 140 on their outsides 134 respectively. 136 , The sealing edge 140 points in his along the outside 134 extending section at its top a return 142 while in his along the outside 136 extending section at the bottom of a return 144 is trained. The returns 142 . 144 preferably extend along the respective entire portion of the sealing edge 140 ,

Dies wird auch in der Draufsicht der 4B und der Seitenansicht der 4C deutlich, in denen zwei Wärmetauscherelemente 130 miteinander verbunden dargestellt sind. This is also in the plan view of 4B and the side view of 4C clearly, in which two heat exchanger elements 130 are shown connected to each other.

4D schließlich zeigt eine Einzelheit der sich überlappenden Dichtränder 140 in vergrößerter Darstellung, in der die Formschlusselemente 146 und 148 deutlich in ihrer Kooperation zu sehen sind. In dieser Figur ist auch die zwischen den Rücksprüngen 142, 144 platzierte Folie 150 als gasundurchlässiges Flächenelement klar ersichtlich. Für die gasundurchlässige Abdeckung ist es in der Regel ausreichend, nur eine Folienlage vorzusehen, die entweder beim Zusammenbau zwischen den Dichträndern 140 benachbarter Wärmetauscherelemente 130 eingelegt werden kann oder die vor dem Zusammenbau an dem Dichtrand 140 nur eines der Wärmetauscherelemente 130 (z.B. durch Kleben oder Schweißen) befestigt ist. In 4B ist dies am jeweils links im Bild gezeigten Dichtrand 140 der Fall. 4D Finally, a detail of the overlapping sealing edges shows 140 in an enlarged view, in which the positive-locking elements 146 and 148 clearly visible in their cooperation. In this figure is also between the recesses 142 . 144 placed foil 150 clearly visible as a gas-impermeable surface element. For the gas-impermeable cover, it is usually sufficient to provide only one film layer, either during assembly between the sealing edges 140 adjacent heat exchanger elements 130 can be inserted or before assembly at the sealing edge 140 only one of the heat exchanger elements 130 (eg by gluing or welding) is attached. In 4B this is the sealing edge shown on the left of the picture 140 the case.

Die Folie 150 wird, auch wenn sie lediglich zwischen den überlappenden Dichträndern 140 der benachbarten Wärmetauscherelemente 130 eingelegt wird, ausreichend fest allein durch das Eigengewicht der Wärmetauscherelemente 130 fixiert, die sich mit ihren Dichträndern 140 auf den Rotorwandungen 110 abstützen. The foil 150 even if they are just between the overlapping sealing edges 140 the adjacent heat exchanger elements 130 is inserted sufficiently firmly alone by the weight of the heat exchanger elements 130 fixed, with their sealing edges 140 on the rotor walls 110 support.

Die Wabenkörper 132 weisen eine Vielzahl paralleler Strömungskanäle 152 auf, die sich von einer Stirnseite 138 zur gegenüber liegenden Stirnseite erstrecken. Die Querschnittsfläche der Strömungskanäle 152 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen hexagonal. Bei einer Strömungskanalwanddicke von 1,2 mm ergibt sich bei einem Abstand der einander gegenüber liegenden Strömungskanalwände von 14,3 mm (Ausdehnung der Kanalwände jeweils ca. 7,2 mm) ein freier Querschnitt für das Durchströmen von Gasen durch den Wabenkörper 132 von ca. 83 % bezogen auf die Grundfläche des Wabenkörpers 132. Die spezifische Oberfläche ergibt sich zu ca. 150 m²/m³. The honeycomb body 132 have a plurality of parallel flow channels 152 on, extending from one end face 138 extend to the opposite end face. The cross-sectional area of the flow channels 152 is hexagonal in the embodiments shown. At a flow channel wall thickness of 1.2 mm results in a distance of the opposing flow channel walls of 14.3 mm (expansion of the channel walls in each case about 7.2 mm), a free cross-section for the passage of gases through the honeycomb body 132 of about 83% based on the base area of the honeycomb body 132 , The specific surface area is about 150 m ² / m ³ .

Aus produktionstechnischen Gründen werden die Wärmetauscherelemente bzw. deren Wabenkörper häufig nicht als ein Block hergestellt, sondern es werden je nach der benötigten Größe zunächst mehrere, beispielsweise zwei oder vier, quaderförmige Wabenblöcke hergestellt und miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, und dann werden durch Zuschneiden in die benötigte Trapez- oder Keilform die Wärmetauscherelemente 130 hergestellt. For production-technical reasons, the heat exchanger elements or their honeycomb body are often not made as a block, but it is depending on the size required first several, for example two or four, cuboid honeycomb blocks made and connected together, in particular welded together, and then by cutting in the required trapezoid or wedge shape the heat exchanger elements 130 produced.

Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements 130' zeigen die 5A bis 5C. An alternative embodiment of a heat exchanger element according to the invention 130 ' show the 5A to 5C ,

Bei dieser Ausführungsform sind der Wabenkörper 132' und der Dichtrand 140' jeweils als separate Bauteile gefertigt, die vor oder auch bei der Montage der Wärmetauscherelemente 130' in der Aufnahmekammer des Rotors zusammengefügt werden können. Der separat hergestellte Dichtrand 140' wird, wie in den 5A bis 5C gezeigt, typischerweise mit einer kompakten, gasundurchlässigen Struktur gefertigt. In this embodiment, the honeycomb body 132 ' and the sealing edge 140 ' each made as separate components before or during assembly of the heat exchanger elements 130 ' can be joined together in the receiving chamber of the rotor. The separately manufactured sealing edge 140 ' will, as in the 5A to 5C shown, typically made with a compact, gas impermeable structure.

Die Ausführungsbeispiele der 5A bis 5C zeigen ein Wärmetauscherelement 130', das wiederum für eine obere Kaltendlage konzipiert ist. Der Wabenkörper 132' weist zur Aufnahme des Dichtrands 140' in formschlüssiger Weise einen an den Außenseiten 134', 135', 136' und 137' umlaufenden Rücksprung 160 ausgehend von der oberen Stirnseite 138' auf. The embodiments of the 5A to 5C show a heat exchanger element 130 ' , which in turn is designed for an upper cold end layer. The honeycomb body 132 ' indicates the inclusion of the sealing edge 140 ' in a form-fitting manner on the outer sides 134 ' . 135 ' . 136 ' and 137 ' circumferential return 160 starting from the upper end side 138 ' on.

5A zeigt die beiden separat gefertigten Bauteile, d.h. den Wabenkörper 132' und den Dichtrand 140' vor dem Zusammenbau, während die beiden Bauteile in 5B im zusammengesetzten Zustand gezeigt sind. 5A shows the two separately manufactured components, ie the honeycomb body 132 ' and the sealing edge 140 ' before assembly, while the two components in 5B are shown in the assembled state.

Um eine Funktion als Träger zu erfüllen, sollte der Dichtrand 140' bevorzugt zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung noch stoffschlüssig mit dem Wabenkörper 132' verbunden werden, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben. Alternativ zu der stoffschlüssigen Verbindung kann auch eine Fixierung unter Verwendung von Befestigungsmitteln geschehen, wie an einem Beispiel in 5C gezeigt. Dort sorgen vier Haltebolzen 162, die beispielsweise in einem Strömungskanal 158' verklebt oder verschraubt sein können, für einen sicheren Halt der Dichtränder 140', so dass diese auch eine Funktion als Träger für das Wärmetauscherelement 130' übernehmen können. To perform a function as a carrier, the sealing edge should 140 ' preferably in addition to the positive connection still cohesively with the honeycomb body 132 ' be connected, for example by welding or gluing. As an alternative to the cohesive connection, fixation can also be effected using fastening means, as shown by way of example in FIG 5C shown. There are four retaining bolts 162 which, for example, in a flow channel 158 ' glued or screwed, for a secure hold of the sealing edges 140 ' so that it also has a function as a support for the heat exchanger element 130 ' can take over.

Die Ausgestaltung des Dichtrands an zwei gegenüber liegenden Abschnitten bzw. Außenseiten des Wabenkörpers 132' erfolgt ähnlich wie bei dem Dichtrand 140 der Wärmetauscherelemente 130. Der Dichtrand 140' weist demzufolge auf einer Seite 134' des Wabenkörpers 132' an seiner Oberseite einen Rücksprung 142' auf, während auf der gegenüber liegenden Seite 136' des Wabenkörpers 132' der Dichtrand einen Rücksprung 144' auf seiner Unterseite aufweist. Die Dichtrandabschnitte benachbarter Wärmetauscherelemente 130' können mit den Rücksprüngen 142' und 144' überlappend in dem Rotor aufgenommen werden. Gleichzeitig ergibt sich hierdurch wiederum die Möglichkeit, den Dichtrand 140' als Träger für die Wärmetauscherelemente 130' zu nutzen, wobei eine plane Oberseite des bestückten Rotors gewährleistet wird. The configuration of the sealing edge on two opposite sections or outer sides of the honeycomb body 132 ' takes place similar to the sealing edge 140 the heat exchanger elements 130 , The sealing edge 140 ' therefore points to a page 134 ' of the honeycomb body 132 ' on its top a return 142 ' on while on the opposite side 136 ' of the honeycomb body 132 ' the sealing edge a return 144 ' on its underside. The sealing edge portions of adjacent heat exchanger elements 130 ' can with the returns 142 ' and 144 ' be taken overlapping in the rotor. At the same time this in turn results in the possibility of the sealing edge 140 ' as a carrier for the heat exchanger elements 130 ' to use, with a flat top of the assembled rotor is guaranteed.

Für eine präzise Positionierung der erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente 130' in Umfangsrichtung des Rotors dienen auch hier vorzugsweise Formschlusselemente 146', 148', die ähnlich denen des Dichtrandes 140 des Wärmetauscherelements 130 ausgebildet sind, so dass auf dessen Beschreibung Bezug genommen werden kann. For precise positioning of the heat exchanger elements according to the invention 130 ' In the circumferential direction of the rotor, positive-locking elements are also preferably used here 146 ' . 148 ' similar to those of the sealing edge 140 the heat exchanger element 130 are formed so that its description can be made.

Die 6A zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements 200, welches zusätzlich zu einem Wabenkörper 202 und einem Dichtrand 204 eine Halterung 206 aufweist. Die Halterung weist bevorzugt eine Käfig-artige Rahmenstruktur auf, wie sie beispielsweise in der 6A gezeigt ist. The 6A shows a further alternative embodiment of a heat exchanger element according to the invention 200 , which in addition to a honeycomb body 202 and a sealing edge 204 a bracket 206 having. The holder preferably has a cage-like frame structure, as for example in the 6A is shown.

Hierbei wird die Halterung 206 bevorzugt so bemessen, dass sie sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Rotors 100 (vgl. 2A) erstreckt und neben dem Wabenkörper 202 in Durchströmrichtung des Rotors gesehen eine weitere Wärmetauscherkomponente (nicht gezeigt) für die Warmendlage auf das Wärmetauscherelement 200 ausgerichtet aufnehmen kann. Here is the holder 206 preferably sized so that it extends substantially over the entire height of the rotor 100 (see. 2A ) and adjacent to the honeycomb body 202 seen in the flow direction of the rotor, a further heat exchanger component (not shown) for the final heat position on the heat exchanger element 200 can accommodate aligned.

Der Dichtrand 204 des Wärmetauscherelements 200 kann, im Falle dass es in einer oberen Kaltendlage zum Einsatz kommt, wieder als Träger für das Wärmetauscherelement 200 als Ganzes ausgebildet werden, der sich an den Stirnseiten der Rotorwandungen 110 abstützt. Bevorzugt werden hier der Wabenkörper 202 und der Dichtrand 204 als separate Bauteile gefertigt, wodurch der Zusammenbau, insbesondere auch die Integration einer unterhalb des Wabenkörpers 202 angeordneten weiteren Wärmetauscherkomponente, in einfacher Weise bewerkstelligt werden kann. The sealing edge 204 the heat exchanger element 200 can, in the case that it comes in an upper cold end position used again as a support for the heat exchanger element 200 be formed as a whole, located on the faces of the rotor walls 110 supported. The honeycomb body is preferred here 202 and the sealing edge 204 manufactured as separate components, whereby the assembly, in particular the integration of a below the honeycomb body 202 arranged further heat exchanger component, can be accomplished in a simple manner.

Für die Fixierung des Dichtrandes 204 an dem Wabenkörper 204 stehen wieder die im Zusammenhang mit den 5A bis 5C beschriebenen Techniken zur Verfügung. Alternativ kann der Dichtrand auch an der Halterung 206 fixiert werden. Auch dies kann stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen. For fixing the sealing edge 204 on the honeycomb body 204 stand again in connection with the 5A to 5C described techniques available. Alternatively, the sealing edge also on the holder 206 be fixed. Again, this can be cohesive, positive or non-positive.

Alternativ kann das Wärmetauscherelement 200 auch über die Halterung 206 in einer Rotorkammer gehalten werden, welches sich dabei auf Stützleisten 103 oder blockförmigen Halteelementen 169 (vgl. 2A) abstützt. Alternatively, the heat exchanger element 200 also over the bracket 206 be held in a rotor chamber, which is based on support strips 103 or block-shaped holding elements 169 (see. 2A ) is supported.

In 6B ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements 220 mit einem Wabenkörper 222, einem Dichtrand 224 und einer Halterung 226 gezeigt. In 6B is an embodiment of a heat exchanger element according to the invention 220 with a honeycomb body 222 , a sealing edge 224 and a holder 226 shown.

Bei dem Wärmetauscherelement 220 kommt der Wabenköper 222 im Rotor 100 in einer unteren Kaltendlage zum Einsatz. Beispielsweise stützt sich dann der Dichtrand 224 an Stützleisten 103 oder blockförmigen Halteelementen 169 (vgl. 2A) in der jeweiligen Rotorkammer ab. Der Wabenkörper 222 ist in der 6B noch in einer angehobenen Position dargestellt. Der Wabenkörper 222 sitzt in seiner endgültigen Position auf Querstegen 228, 229 der Halterung 226 auf. In the heat exchanger element 220 comes the honeycomb body 222 in the rotor 100 used in a lower cold end position. For example, then supports the sealing edge 224 on supporting strips 103 or block-shaped holding elements 169 (see. 2A ) in the respective rotor chamber. The honeycomb body 222 is in the 6B still shown in a raised position. The honeycomb body 222 sits in its final position on crossbars 228 . 229 the holder 226 on.

Der Dichtrand 224 ist hier unten an der Halterung 226 angeordnet und gegebenenfalls an dieser fixiert, so dass das Wärmetauscherelement 220 als Ganzes gehandhabt werden kann. Alternativ kann auch vorgesehen sein, den Dichtrand 224 als separat handhabbares Element auszubilden, welches bei der Montage des Wärmetauscherelements 220 zunächst allein in einer Rotorkammer eingesetzt wird. Erst danach werden die weiteren Bestandteile des Wärmetauscherelements 220, d.h. der in der Halterung 226 installierte Wabenkörper 222, gegebenenfalls gemeinsam mit einer weiteren Wärmetauscherkomponente (nicht gezeigt), in die Rotorkammer eingesetzt. The sealing edge 224 is down here on the bracket 226 arranged and optionally fixed to this, so that the heat exchanger element 220 as a whole can be handled. Alternatively, it can also be provided, the sealing edge 224 as a separately manageable element form, which during assembly of the heat exchanger element 220 initially used alone in a rotor chamber. Only then are the other components of the heat exchanger element 220 ie in the holder 226 installed honeycomb body 222 , optionally together with another heat exchanger component (not shown) inserted into the rotor chamber.

Der Dichtrand 224 weist deshalb in beiden Fällen bevorzugt an seiner Unterseite Aussparungen 230, 231 auf, in die die Stützleisten 103 oder die blockförmigen Halteelemente 169 bei der Montage eingreifen. The sealing edge 224 Therefore, in both cases preferably has recesses on its underside 230 . 231 on, in which the support strips 103 or the block-shaped holding elements 169 intervene during assembly.

Der Dichtrand 224 selbst ist, da als separates Bauteil hergestellt, vorzugsweise mit einer kompakten, im Wesentlichen gasdichten Struktur gefertigt. The sealing edge 224 itself, being manufactured as a separate component, is preferably manufactured with a compact, substantially gas-tight structure.

7A zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherelements 250 mit einem Wabenkörper 252 und einem Dichtrand 254 zur Montage in einer unteren Kaltendlage des Rotors 100 (vgl. 2A). 7A shows a further embodiment of a heat exchanger element according to the invention 250 with a honeycomb body 252 and a sealing edge 254 for mounting in a lower cold end position of the rotor 100 (see. 2A ).

Die Rotorkammer 104 weist an ihrem unteren Rand auf gegenüber liegenden Seiten die schon im Zusammenhang mit der 2A beschriebenen blockförmigen Halteelemente 169 auf, an deren Stelle selbstverständlich auch anders ausgebildete Halteelemente, beispielsweise die in der 2A ebenfalls dargestellten Stützleisten 103, zum Einsatz kommen können. The rotor chamber 104 has at its lower edge on opposite sides already in connection with the 2A described block-shaped holding elements 169 on, of course, also differently shaped holding elements, for example, in the 2A also shown supporting strips 103 , can be used.

7A zeigt den Dichtrand 254 noch in angehobener Position oberhalb des unteren Randes der Rotorkammer 104 und der Halteelemente 169. Gemäß einer Variante bleibt der Dichtrand als separat handhabbares Teil erhalten und wird zuerst in die Rotorkammer 104 eingesetzt. Erst danach wird der Wabenkörper 252 auf dem Dichtrand 254 platziert. Eine feste Verbindung zwischen dem Dichtrand 254 und dem Wabenkörper 252 kann entfallen, da die Positionierung des Wabenkörpers 252 auf dem Dichtrand 254 bereits durch das Eigengewicht des Wabenkörpers 252 ausreichend gasundurchlässig ausfällt. 7A shows the sealing edge 254 still in the raised position above the lower edge of the rotor chamber 104 and the holding elements 169 , According to one variant, the sealing edge remains as a separately manageable part and is first in the rotor chamber 104 used. Only then is the honeycomb body 252 on the sealing edge 254 placed. A firm connection between the sealing edge 254 and the honeycomb body 252 may be omitted, since the positioning of the honeycomb body 252 on the sealing edge 254 already by the weight of the honeycomb body 252 sufficiently gas impermeable precipitates.

Der Dichtrand 254 weist an einander gegenüber liegenden Abschnitten an der Unterseite Aussparungen 258, 259 auf, in die die Halteelemente 169 eingreifen können. The sealing edge 254 has recesses on opposite sections at the bottom 258 . 259 on, in which the retaining elements 169 can intervene.

Alternativ kann der Dichtrand 254 mit dem Wabenkörper 252 schon vor oder auch nach der Montage in der Rotorkammer 104 verbunden werden, wobei wiederum eine stoffschlüssige, eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung gewählt werden kann, insbesondere auch die Varianten, die im Zusammenhang mit den 5A bis 5C beschrieben wurden. Alternatively, the sealing edge 254 with the honeycomb body 252 even before or after assembly in the rotor chamber 104 be connected, in turn, a cohesive, a non-positive and / or positive connection can be selected, in particular the variants that in connection with the 5A to 5C have been described.

Überraschenderweise entfaltet auch hier der Dichtrand 254 wieder seine Schutzwirkung für das Material der Rotorwände, obwohl er nicht auf der Anströmseite des Wärmetauscherelements 250, sondern auf der Abströmseite des Rotors 100 angeordnet ist. Surprisingly, the sealing edge also unfolds here 254 again its protective effect on the material of the rotor walls, although he is not on the upstream side of the heat exchanger element 250 but on the downstream side of the rotor 100 is arranged.

Die 7B schließlich zeigt eine Einbausituation für erfindungsgemäße Wärmetauscherelemente 250 in einer oberen Kaltendlage in einem Rotor 100' oder 100'', bei dem durch die Außenwand 102', 102'' und (hier nicht gezeigte) radiale Trennwände sowie die Innenwand ring- oder Ringsegment-förmige Aufnahmebereiche für die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente 250 gebildet sind. The 7B Finally, shows an installation situation for heat exchanger elements according to the invention 250 in an upper cold end position in a rotor 100 ' or 100 '' in which by the outer wall 102 ' . 102 '' and (not shown here) radial partitions and the inner wall ring or ring segment-shaped receiving areas for the heat exchanger elements according to the invention 250 are formed.

Im unteren Bereich (ca. zwei Drittel der Höhe der Rotoraußenwand 102', 102'') sind noch einzelne Aufnahmekammern 104', 104'', 105', 105'' etc. vorhanden, die von radial verlaufenden Trennwänden 110', 110'' und in Umfangsrichtung verlaufenden Trennwänden 114', 114'' bzw. 115', 115'' etc. gebildet werden. In the lower area (about two thirds of the height of the rotor outer wall 102 ' . 102 '' ) are still individual receiving chambers 104 ' . 104 '' . 105 ' . 105 '' etc. present, by radially extending partitions 110 ' . 110 '' and circumferentially extending partitions 114 ' . 114 '' respectively. 115 ' . 115 '' etc. are formed.

In der Kaltendlage kommen wiederum erfindungsgemäße Wärmetauscherelemente zum Einsatz, die hier in Form der Wärmetauscherelemente 260 mit einem Wabenkörper 262 und einem Dichtrand 264 zum Einsatz kommen, wobei der Dichtrand 264 vorzugsweise als separat handhabbares Bauteil ausgebildet ist. In the cold end layer, heat exchanger elements according to the invention are again used, here in the form of the heat exchanger elements 260 with a honeycomb body 262 and a sealing edge 264 are used, with the sealing edge 264 is preferably formed as a separately manageable component.

Der Wabenkörper 262 weist an seiner unteren Stirnseite einen ringsum laufenden Rücksprung 266 auf, der in den Dichtrand 264 eingesetzt werden kann. The honeycomb body 262 has at its lower end a round-going return 266 on that in the sealing edge 264 can be used.

Der Dichtrand 264 wiederum ist an zwei gegenüber liegenden Seiten in Umfangsrichtung des Rotors 100', 100'', mit einer Konfiguration mit Rücksprüngen auf der Oberseite bzw. der Unterseite ausgebildet, welche zusätzlich noch mit Formschlusselementen, hier der Einfachheit halber insgesamt mit dem Bezugszeichen 274 angedeutet, versehen sind. The sealing edge 264 in turn is on two opposite sides in the circumferential direction of the rotor 100 ' . 100 '' , formed with a configuration with recesses on the top or bottom, which in addition still with positive locking elements, here for simplicity, in total with the reference numeral 274 indicated, are provided.

Hier können dieselben Prinzipien zum Einsatz kommen wie bei den Dichträndern 140' im Rahmen der 5A und 5B beschrieben, so dass auf die näheren Ausführungen der Figurenbeschreibung der 5A und 5B verwiesen werden kann. Here, the same principles can be used as with the sealing edges 140 ' As part of the 5A and 5B described so that on the more detailed explanations of the description of the figures 5A and 5B can be referenced.

Vorzugsweise weisen die Wärmetauscherelemente 260 an ihrer oberen Stirnseite zusätzlich Dichtränder (nicht gezeigt) auf, die aneinander angrenzend an der Oberseite des Wärmetauschers 100', 100'' eine im Wesentlichen geschlossene Struktur zwischen benachbarten Wärmetauscherelementen 260 ergeben. Preferably, the heat exchanger elements 260 in addition to its upper front side Sealing edges (not shown) which are adjacent to each other at the top of the heat exchanger 100 ' . 100 '' a substantially closed structure between adjacent heat exchanger elements 260 result.

Diese an der Oberseite angeordneten Dichtränder sind vorzugsweise einstückig mit dem Wabenkörper 262 ausgebildet, so dass sich die Handhabung der Wärmetauscherelemente 260 beim Einbau in den Rotor 100', 100'' vereinfacht. These arranged on the top sealing edges are preferably integral with the honeycomb body 262 designed so that the handling of the heat exchanger elements 260 when installed in the rotor 100 ' . 100 '' simplified.

Wie aus der 7B ersichtlich, können in Umfangsrichtung konzentrisch angeordnete Ringe von Wärmetauscherelementen 260 in dem Rotor 100', 100'' untergebracht werden, die eine exakte Positionierung beibehalten zum Einen aufgrund der speziellen Struktur der Dichtränder 264, zum Anderen aber auch aufgrund der trapezförmigen Grundrissgestaltung der Wärmetauscherelemente 260. Like from the 7B can be seen, concentrically arranged rings of heat exchanger elements in the circumferential direction 260 in the rotor 100 ' . 100 '' accommodated, which maintain an exact positioning on the one hand due to the special structure of the sealing edges 264 but also because of the trapezoidal layout of the heat exchanger elements 260 ,

Wandelemente, wie sie in anderen Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen, um einzelne Aufnahmekammern für die Wärmetauscherelemente 260 zu bilden, sind, wie aus diesem Ausführungsbeispiel ersichtlich, offensichtlich nicht erforderlich, so dass sich die Ausbildung von Kammern innerhalb der Rotoren 100', 100'' auf den Bereich der so genannten Warmendlage beschränken kann und somit eine erhebliche Materialeinsparung, in der Folge auch eine Gewichtseinsparung, ergibt. Darüber hinaus sind, wie weiter oben schon beschrieben, die Risiken für das Korrodieren des Rotors 100', 100'' bzw. von dessen Bestandteilen deutlich reduziert. Wall elements, as used in other embodiments, to individual receiving chambers for the heat exchanger elements 260 As can be seen from this embodiment, obviously not required, so that the formation of chambers within the rotors 100 ' . 100 '' can restrict to the range of the so-called warm end, and thus a significant material savings, resulting in a weight saving results. In addition, as already described above, the risks for the corrosion of the rotor 100 ' . 100 '' or significantly reduced from its components.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente müssen aufgrund des Eintrags korrosiver Gase und Aschepartikel durch das Rauchgas – auch in dessen aufbereiteter, entstaubter Form – regelmäßig gereinigt werden, so dass die einfache und sichere Handhabung dieser Elemente einerseits, aber auch die einfache Reinigung der Wabenstruktur andererseits von großer Bedeutung ist. Die Reißfestigkeit und die Reißdehnung (gemessen nach ISO 12086-2 ) der Wabenkörperwände sowie deren Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere die Chemikalienbeständigkeit und die Rauigkeit, gemessen als Rautiefe und Mittenrauwert (gemessen nach DIN EN ISO 1302 ), spielen dabei eine große Rolle. The heat exchanger elements according to the invention must be regularly cleaned due to the entry of corrosive gases and ash particles through the flue gas - even in its treated, dedusted form, so that the simple and safe handling of these elements on the one hand, but also the simple cleaning of the honeycomb on the other hand of great importance , The tear strength and the elongation at break (measured according to ISO 12086-2 ) of the honeycomb body walls and their surface texture, in particular the chemical resistance and the roughness, measured as roughness depth and center roughness (measured according to DIN EN ISO 1302 ), play a big role.

Auch die Wärmebeständigkeit des PTFE-Materials ist von Bedeutung im Hinblick auf die bei den Wärmetauschern auftretenden Temperaturen der Rauchgase von beispielsweise ca. 250 ºC. Also, the heat resistance of the PTFE material is important in view of the temperatures of the flue gases occurring at the heat exchangers, for example about 250 ° C.

Für die Effektivität des die Wärmetauscherelemente beinhaltenden Rotors bei der Wärmeübertragung von dem einen Gasstrom auf den jeweils im Gegenstrom zugeführten Gasstrom sind die Parameter der Wärmekapazität und der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Wärmespeicher- und -übertragungsmedien von entscheidender Bedeutung. For the effectiveness of the rotor containing the heat exchanger elements in the heat transfer from the one gas stream to the respective countercurrently supplied gas stream, the parameters of the heat capacity and the thermal conductivity of the heat storage and transfer media used are of crucial importance.

Die vorliegende Erfindung trägt auch diesen Gesichtspunkten Rechnung durch die Auswahl der Kunststoffmaterialien und gegebenenfalls der Füllstoffe zur Herstellung der Wärmeaustauscherelemente bzw. der für die Herstellung derselben angefertigten Wabenblöcke. The present invention also addresses these issues by selecting the plastic materials and optionally the fillers for making the heat exchanger elements or the honeycomb blocks made for making them.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19512351 C1 [0003, 0035]
WO 2013/127594 A1 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ISO 12086-2 [0048]
ISO 12086-2 [0049]
DIN EN ISO 1302 [0050]
DIN EN ISO 1302 [0051]
ISO 12086-2 [0154]
DIN EN ISO 1302 [0154]

Claims

Heat exchanger element for equipping heat exchangers of flue gas cleaning systems of power plants, wherein the heat exchanger element comprises a block-shaped honeycomb body having four outer sides and two substantially parallel end faces and a sealing edge, wherein the honeycomb body of a plastic material having a plurality of mutually parallel flow channels, which are separated by channel walls , is formed, wherein the flow channels extend from one to the other end face, and wherein the sealing edge is arranged in the region of one of the end sides and substantially parallel to this end face and extending at the periphery of the honeycomb body away from this.

Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the sealing edge is formed integrally with the honeycomb body.

Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the sealing edge is formed as a separate component.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing edge has an open honeycomb structure which is at least partially covered with a sheet material substantially gas impermeable.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing edge has a compact, substantially gas-impermeable structure.

Heat exchanger element according to one of claims 3 to 5, characterized in that the sealing edge is connected directly to the honeycomb body by means of positive and / or frictional connection or cohesively or is held by means of fastening elements on the honeycomb body.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing edge is made of a plastic material, which is in particular selected from the plastic material of the honeycomb body and PFA.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sealing edge in the region of a first outer side of the honeycomb block has a substantially parallel to the outside recess on its upper side and in the region of a second, the first outer side of the honeycomb body opposite outer side with a complementary Recess is formed on its underside.

Heat exchanger element according to claim 8, characterized in that the sealing edge is equipped in the region of the recesses with complementary positive locking elements.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sealing edge is designed as a carrier for the honeycomb body.

Heat exchanger element according to claim 10, characterized in that the sealing edge is formed as a carrier of the honeycomb body on two opposite outer sides of the honeycomb block with bearing surfaces, for supporting on or on a wall of a receiving chamber of the heat exchanger.

Heat exchanger element according to claim 11, characterized in that the bearing surfaces of the sealing edge are positioned on such outer sides of the honeycomb body, which extend substantially parallel to the radial direction of the heat exchanger.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 12, characterized in that the heat exchanger element comprises a holder, in which the honeycomb body is accommodated.

Heat exchanger element according to one of claims 1 to 13, characterized in that the plastic material comprises a plastic, the virginal polytetrafluoroethylene (PTFE) in a proportion of about 80 wt .-% or more and optionally a non-PTFE high performance polymer in a proportion of contains about 20 wt .-% or less, wherein the virgin PTFE preferably has a co-monomer content of about 1 wt .-% or less, more preferably about 0.1 wt .-% or less.

Heat exchanger element according to claim 14, characterized in that the virgin PTFE and optionally the non-PTFE high performance polymer has a mean primary particle size D ₅₀ of about 10 microns to about 200 microns, preferably about 10 microns to about 100 microns.

Heat exchanger element according to claim 14 or 15, characterized in that the average roughness Ra of the surfaces of the honeycomb body, measured in the longitudinal direction of the honeycomb block channels, about 10 microns or less, in particular 5 microns or less, and / or that the roughness Rz of the surfaces of the honeycomb block measured in the longitudinal direction of the flow channels of the honeycomb block, about 50 microns or less, in particular about 40 microns or less, preferably about 30 microns or less, more preferably about 20 microns or less, is.

Heat exchanger element according to one of claims 14 to 16, characterized in that the plastic material comprises a non-metallic filler and / or a metallic filler, wherein the particle size D _{50 of} the respective filler is preferably about 100 microns or less, and that preferably the non-metallic Filler having a content of about 35% by weight or less, and / or the metallic filler having a content of about 60% by weight or less, contained in the plastic material.

Heat exchanger element according to one of claims 14 to 17, characterized in that the plastic material of the honeycomb block has a thermal conductivity of about 0.3 W / (m · K) or more and / or that the plastic material of the honeycomb block has a heat capacity of about 0, 9 J / (g · K) or more.

Heat exchanger element according to one of claims 14 to 18, characterized in that the channel walls of the flow channels of the honeycomb body have a thickness of about 0.8 mm to about 2 mm.

Heat exchanger for flue gas purification systems, comprising a plurality of heat exchanger elements according to one of claims 1 to 19.

Heat exchanger according to claim 20, characterized in that the heat exchanger comprises an annular receiving space or a plurality of ring segment-shaped receiving spaces, in which a plurality of heat exchanger elements are accommodated, wherein the heat exchanger elements are connected to one another in the circumferential direction positively.